cgroup avoid permanent sleep at rmdir
[linux-2.6.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
12  * (at your option) any later version.
13  *
14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17  * GNU General Public License for more details.
18  */
19
20 #include <linux/res_counter.h>
21 #include <linux/memcontrol.h>
22 #include <linux/cgroup.h>
23 #include <linux/mm.h>
24 #include <linux/pagemap.h>
25 #include <linux/smp.h>
26 #include <linux/page-flags.h>
27 #include <linux/backing-dev.h>
28 #include <linux/bit_spinlock.h>
29 #include <linux/rcupdate.h>
30 #include <linux/limits.h>
31 #include <linux/mutex.h>
32 #include <linux/slab.h>
33 #include <linux/swap.h>
34 #include <linux/spinlock.h>
35 #include <linux/fs.h>
36 #include <linux/seq_file.h>
37 #include <linux/vmalloc.h>
38 #include <linux/mm_inline.h>
39 #include <linux/page_cgroup.h>
40 #include "internal.h"
41
42 #include <asm/uaccess.h>
43
44 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
45 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
46
47 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
48 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
49 int do_swap_account __read_mostly;
50 static int really_do_swap_account __initdata = 1; /* for remember boot option*/
51 #else
52 #define do_swap_account         (0)
53 #endif
54
55 static DEFINE_MUTEX(memcg_tasklist);    /* can be hold under cgroup_mutex */
56
57 /*
58  * Statistics for memory cgroup.
59  */
60 enum mem_cgroup_stat_index {
61         /*
62          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
63          */
64         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
65         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
66         MEM_CGROUP_STAT_MAPPED_FILE,  /* # of pages charged as file rss */
67         MEM_CGROUP_STAT_PGPGIN_COUNT,   /* # of pages paged in */
68         MEM_CGROUP_STAT_PGPGOUT_COUNT,  /* # of pages paged out */
69
70         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
71 };
72
73 struct mem_cgroup_stat_cpu {
74         s64 count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
75 } ____cacheline_aligned_in_smp;
76
77 struct mem_cgroup_stat {
78         struct mem_cgroup_stat_cpu cpustat[0];
79 };
80
81 /*
82  * For accounting under irq disable, no need for increment preempt count.
83  */
84 static inline void __mem_cgroup_stat_add_safe(struct mem_cgroup_stat_cpu *stat,
85                 enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
86 {
87         stat->count[idx] += val;
88 }
89
90 static s64 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup_stat *stat,
91                 enum mem_cgroup_stat_index idx)
92 {
93         int cpu;
94         s64 ret = 0;
95         for_each_possible_cpu(cpu)
96                 ret += stat->cpustat[cpu].count[idx];
97         return ret;
98 }
99
100 static s64 mem_cgroup_local_usage(struct mem_cgroup_stat *stat)
101 {
102         s64 ret;
103
104         ret = mem_cgroup_read_stat(stat, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
105         ret += mem_cgroup_read_stat(stat, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
106         return ret;
107 }
108
109 /*
110  * per-zone information in memory controller.
111  */
112 struct mem_cgroup_per_zone {
113         /*
114          * spin_lock to protect the per cgroup LRU
115          */
116         struct list_head        lists[NR_LRU_LISTS];
117         unsigned long           count[NR_LRU_LISTS];
118
119         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
120 };
121 /* Macro for accessing counter */
122 #define MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx)       ((mz)->count[(idx)])
123
124 struct mem_cgroup_per_node {
125         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
126 };
127
128 struct mem_cgroup_lru_info {
129         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
130 };
131
132 /*
133  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
134  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
135  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
136  * to help the administrator determine what knobs to tune.
137  *
138  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
139  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
140  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
141  * a feature that will be implemented much later in the future.
142  */
143 struct mem_cgroup {
144         struct cgroup_subsys_state css;
145         /*
146          * the counter to account for memory usage
147          */
148         struct res_counter res;
149         /*
150          * the counter to account for mem+swap usage.
151          */
152         struct res_counter memsw;
153         /*
154          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
155          * per zone LRU lists.
156          */
157         struct mem_cgroup_lru_info info;
158
159         /*
160           protect against reclaim related member.
161         */
162         spinlock_t reclaim_param_lock;
163
164         int     prev_priority;  /* for recording reclaim priority */
165
166         /*
167          * While reclaiming in a hiearchy, we cache the last child we
168          * reclaimed from.
169          */
170         int last_scanned_child;
171         /*
172          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
173          */
174         bool use_hierarchy;
175         unsigned long   last_oom_jiffies;
176         atomic_t        refcnt;
177
178         unsigned int    swappiness;
179
180         /* set when res.limit == memsw.limit */
181         bool            memsw_is_minimum;
182
183         /*
184          * statistics. This must be placed at the end of memcg.
185          */
186         struct mem_cgroup_stat stat;
187 };
188
189 enum charge_type {
190         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
191         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
192         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
193         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
194         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
195         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
196         NR_CHARGE_TYPE,
197 };
198
199 /* only for here (for easy reading.) */
200 #define PCGF_CACHE      (1UL << PCG_CACHE)
201 #define PCGF_USED       (1UL << PCG_USED)
202 #define PCGF_LOCK       (1UL << PCG_LOCK)
203 static const unsigned long
204 pcg_default_flags[NR_CHARGE_TYPE] = {
205         PCGF_CACHE | PCGF_USED | PCGF_LOCK, /* File Cache */
206         PCGF_USED | PCGF_LOCK, /* Anon */
207         PCGF_CACHE | PCGF_USED | PCGF_LOCK, /* Shmem */
208         0, /* FORCE */
209 };
210
211 /* for encoding cft->private value on file */
212 #define _MEM                    (0)
213 #define _MEMSWAP                (1)
214 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
215 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
216 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
217
218 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *mem);
219 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *mem);
220 static struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *mem);
221
222 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *mem,
223                                          struct page_cgroup *pc,
224                                          bool charge)
225 {
226         int val = (charge)? 1 : -1;
227         struct mem_cgroup_stat *stat = &mem->stat;
228         struct mem_cgroup_stat_cpu *cpustat;
229         int cpu = get_cpu();
230
231         cpustat = &stat->cpustat[cpu];
232         if (PageCgroupCache(pc))
233                 __mem_cgroup_stat_add_safe(cpustat, MEM_CGROUP_STAT_CACHE, val);
234         else
235                 __mem_cgroup_stat_add_safe(cpustat, MEM_CGROUP_STAT_RSS, val);
236
237         if (charge)
238                 __mem_cgroup_stat_add_safe(cpustat,
239                                 MEM_CGROUP_STAT_PGPGIN_COUNT, 1);
240         else
241                 __mem_cgroup_stat_add_safe(cpustat,
242                                 MEM_CGROUP_STAT_PGPGOUT_COUNT, 1);
243         put_cpu();
244 }
245
246 static struct mem_cgroup_per_zone *
247 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *mem, int nid, int zid)
248 {
249         return &mem->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
250 }
251
252 static struct mem_cgroup_per_zone *
253 page_cgroup_zoneinfo(struct page_cgroup *pc)
254 {
255         struct mem_cgroup *mem = pc->mem_cgroup;
256         int nid = page_cgroup_nid(pc);
257         int zid = page_cgroup_zid(pc);
258
259         if (!mem)
260                 return NULL;
261
262         return mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
263 }
264
265 static unsigned long mem_cgroup_get_local_zonestat(struct mem_cgroup *mem,
266                                         enum lru_list idx)
267 {
268         int nid, zid;
269         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
270         u64 total = 0;
271
272         for_each_online_node(nid)
273                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
274                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
275                         total += MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx);
276                 }
277         return total;
278 }
279
280 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
281 {
282         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
283                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
284                                 css);
285 }
286
287 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
288 {
289         /*
290          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
291          * if it races with swapoff, page migration, etc.
292          * So this can be called with p == NULL.
293          */
294         if (unlikely(!p))
295                 return NULL;
296
297         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
298                                 struct mem_cgroup, css);
299 }
300
301 static struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
302 {
303         struct mem_cgroup *mem = NULL;
304
305         if (!mm)
306                 return NULL;
307         /*
308          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
309          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
310          * pessimistic (rather than adding locks here).
311          */
312         rcu_read_lock();
313         do {
314                 mem = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
315                 if (unlikely(!mem))
316                         break;
317         } while (!css_tryget(&mem->css));
318         rcu_read_unlock();
319         return mem;
320 }
321
322 /*
323  * Call callback function against all cgroup under hierarchy tree.
324  */
325 static int mem_cgroup_walk_tree(struct mem_cgroup *root, void *data,
326                           int (*func)(struct mem_cgroup *, void *))
327 {
328         int found, ret, nextid;
329         struct cgroup_subsys_state *css;
330         struct mem_cgroup *mem;
331
332         if (!root->use_hierarchy)
333                 return (*func)(root, data);
334
335         nextid = 1;
336         do {
337                 ret = 0;
338                 mem = NULL;
339
340                 rcu_read_lock();
341                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, nextid, &root->css,
342                                    &found);
343                 if (css && css_tryget(css))
344                         mem = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
345                 rcu_read_unlock();
346
347                 if (mem) {
348                         ret = (*func)(mem, data);
349                         css_put(&mem->css);
350                 }
351                 nextid = found + 1;
352         } while (!ret && css);
353
354         return ret;
355 }
356
357 /*
358  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
359  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
360  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
361  *
362  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
363  * 1. charge
364  * 2. moving account
365  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
366  * It is added to LRU before charge.
367  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
368  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
369  */
370
371 void mem_cgroup_del_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
372 {
373         struct page_cgroup *pc;
374         struct mem_cgroup *mem;
375         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
376
377         if (mem_cgroup_disabled())
378                 return;
379         pc = lookup_page_cgroup(page);
380         /* can happen while we handle swapcache. */
381         if (list_empty(&pc->lru) || !pc->mem_cgroup)
382                 return;
383         /*
384          * We don't check PCG_USED bit. It's cleared when the "page" is finally
385          * removed from global LRU.
386          */
387         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
388         mem = pc->mem_cgroup;
389         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1;
390         list_del_init(&pc->lru);
391         return;
392 }
393
394 void mem_cgroup_del_lru(struct page *page)
395 {
396         mem_cgroup_del_lru_list(page, page_lru(page));
397 }
398
399 void mem_cgroup_rotate_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
400 {
401         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
402         struct page_cgroup *pc;
403
404         if (mem_cgroup_disabled())
405                 return;
406
407         pc = lookup_page_cgroup(page);
408         /*
409          * Used bit is set without atomic ops but after smp_wmb().
410          * For making pc->mem_cgroup visible, insert smp_rmb() here.
411          */
412         smp_rmb();
413         /* unused page is not rotated. */
414         if (!PageCgroupUsed(pc))
415                 return;
416         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
417         list_move(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
418 }
419
420 void mem_cgroup_add_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
421 {
422         struct page_cgroup *pc;
423         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
424
425         if (mem_cgroup_disabled())
426                 return;
427         pc = lookup_page_cgroup(page);
428         /*
429          * Used bit is set without atomic ops but after smp_wmb().
430          * For making pc->mem_cgroup visible, insert smp_rmb() here.
431          */
432         smp_rmb();
433         if (!PageCgroupUsed(pc))
434                 return;
435
436         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
437         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) += 1;
438         list_add(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
439 }
440
441 /*
442  * At handling SwapCache, pc->mem_cgroup may be changed while it's linked to
443  * lru because the page may.be reused after it's fully uncharged (because of
444  * SwapCache behavior).To handle that, unlink page_cgroup from LRU when charge
445  * it again. This function is only used to charge SwapCache. It's done under
446  * lock_page and expected that zone->lru_lock is never held.
447  */
448 static void mem_cgroup_lru_del_before_commit_swapcache(struct page *page)
449 {
450         unsigned long flags;
451         struct zone *zone = page_zone(page);
452         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
453
454         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
455         /*
456          * Forget old LRU when this page_cgroup is *not* used. This Used bit
457          * is guarded by lock_page() because the page is SwapCache.
458          */
459         if (!PageCgroupUsed(pc))
460                 mem_cgroup_del_lru_list(page, page_lru(page));
461         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
462 }
463
464 static void mem_cgroup_lru_add_after_commit_swapcache(struct page *page)
465 {
466         unsigned long flags;
467         struct zone *zone = page_zone(page);
468         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
469
470         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
471         /* link when the page is linked to LRU but page_cgroup isn't */
472         if (PageLRU(page) && list_empty(&pc->lru))
473                 mem_cgroup_add_lru_list(page, page_lru(page));
474         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
475 }
476
477
478 void mem_cgroup_move_lists(struct page *page,
479                            enum lru_list from, enum lru_list to)
480 {
481         if (mem_cgroup_disabled())
482                 return;
483         mem_cgroup_del_lru_list(page, from);
484         mem_cgroup_add_lru_list(page, to);
485 }
486
487 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *mem)
488 {
489         int ret;
490         struct mem_cgroup *curr = NULL;
491
492         task_lock(task);
493         rcu_read_lock();
494         curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(task->mm);
495         rcu_read_unlock();
496         task_unlock(task);
497         if (!curr)
498                 return 0;
499         if (curr->use_hierarchy)
500                 ret = css_is_ancestor(&curr->css, &mem->css);
501         else
502                 ret = (curr == mem);
503         css_put(&curr->css);
504         return ret;
505 }
506
507 /*
508  * prev_priority control...this will be used in memory reclaim path.
509  */
510 int mem_cgroup_get_reclaim_priority(struct mem_cgroup *mem)
511 {
512         int prev_priority;
513
514         spin_lock(&mem->reclaim_param_lock);
515         prev_priority = mem->prev_priority;
516         spin_unlock(&mem->reclaim_param_lock);
517
518         return prev_priority;
519 }
520
521 void mem_cgroup_note_reclaim_priority(struct mem_cgroup *mem, int priority)
522 {
523         spin_lock(&mem->reclaim_param_lock);
524         if (priority < mem->prev_priority)
525                 mem->prev_priority = priority;
526         spin_unlock(&mem->reclaim_param_lock);
527 }
528
529 void mem_cgroup_record_reclaim_priority(struct mem_cgroup *mem, int priority)
530 {
531         spin_lock(&mem->reclaim_param_lock);
532         mem->prev_priority = priority;
533         spin_unlock(&mem->reclaim_param_lock);
534 }
535
536 static int calc_inactive_ratio(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *present_pages)
537 {
538         unsigned long active;
539         unsigned long inactive;
540         unsigned long gb;
541         unsigned long inactive_ratio;
542
543         inactive = mem_cgroup_get_local_zonestat(memcg, LRU_INACTIVE_ANON);
544         active = mem_cgroup_get_local_zonestat(memcg, LRU_ACTIVE_ANON);
545
546         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
547         if (gb)
548                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
549         else
550                 inactive_ratio = 1;
551
552         if (present_pages) {
553                 present_pages[0] = inactive;
554                 present_pages[1] = active;
555         }
556
557         return inactive_ratio;
558 }
559
560 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg)
561 {
562         unsigned long active;
563         unsigned long inactive;
564         unsigned long present_pages[2];
565         unsigned long inactive_ratio;
566
567         inactive_ratio = calc_inactive_ratio(memcg, present_pages);
568
569         inactive = present_pages[0];
570         active = present_pages[1];
571
572         if (inactive * inactive_ratio < active)
573                 return 1;
574
575         return 0;
576 }
577
578 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg)
579 {
580         unsigned long active;
581         unsigned long inactive;
582
583         inactive = mem_cgroup_get_local_zonestat(memcg, LRU_INACTIVE_FILE);
584         active = mem_cgroup_get_local_zonestat(memcg, LRU_ACTIVE_FILE);
585
586         return (active > inactive);
587 }
588
589 unsigned long mem_cgroup_zone_nr_pages(struct mem_cgroup *memcg,
590                                        struct zone *zone,
591                                        enum lru_list lru)
592 {
593         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
594         int zid = zone_idx(zone);
595         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
596
597         return MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru);
598 }
599
600 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
601                                                       struct zone *zone)
602 {
603         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
604         int zid = zone_idx(zone);
605         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
606
607         return &mz->reclaim_stat;
608 }
609
610 struct zone_reclaim_stat *
611 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
612 {
613         struct page_cgroup *pc;
614         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
615
616         if (mem_cgroup_disabled())
617                 return NULL;
618
619         pc = lookup_page_cgroup(page);
620         /*
621          * Used bit is set without atomic ops but after smp_wmb().
622          * For making pc->mem_cgroup visible, insert smp_rmb() here.
623          */
624         smp_rmb();
625         if (!PageCgroupUsed(pc))
626                 return NULL;
627
628         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
629         if (!mz)
630                 return NULL;
631
632         return &mz->reclaim_stat;
633 }
634
635 unsigned long mem_cgroup_isolate_pages(unsigned long nr_to_scan,
636                                         struct list_head *dst,
637                                         unsigned long *scanned, int order,
638                                         int mode, struct zone *z,
639                                         struct mem_cgroup *mem_cont,
640                                         int active, int file)
641 {
642         unsigned long nr_taken = 0;
643         struct page *page;
644         unsigned long scan;
645         LIST_HEAD(pc_list);
646         struct list_head *src;
647         struct page_cgroup *pc, *tmp;
648         int nid = z->zone_pgdat->node_id;
649         int zid = zone_idx(z);
650         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
651         int lru = LRU_FILE * !!file + !!active;
652         int ret;
653
654         BUG_ON(!mem_cont);
655         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
656         src = &mz->lists[lru];
657
658         scan = 0;
659         list_for_each_entry_safe_reverse(pc, tmp, src, lru) {
660                 if (scan >= nr_to_scan)
661                         break;
662
663                 page = pc->page;
664                 if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
665                         continue;
666                 if (unlikely(!PageLRU(page)))
667                         continue;
668
669                 scan++;
670                 ret = __isolate_lru_page(page, mode, file);
671                 switch (ret) {
672                 case 0:
673                         list_move(&page->lru, dst);
674                         mem_cgroup_del_lru(page);
675                         nr_taken++;
676                         break;
677                 case -EBUSY:
678                         /* we don't affect global LRU but rotate in our LRU */
679                         mem_cgroup_rotate_lru_list(page, page_lru(page));
680                         break;
681                 default:
682                         break;
683                 }
684         }
685
686         *scanned = scan;
687         return nr_taken;
688 }
689
690 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
691         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
692
693 static bool mem_cgroup_check_under_limit(struct mem_cgroup *mem)
694 {
695         if (do_swap_account) {
696                 if (res_counter_check_under_limit(&mem->res) &&
697                         res_counter_check_under_limit(&mem->memsw))
698                         return true;
699         } else
700                 if (res_counter_check_under_limit(&mem->res))
701                         return true;
702         return false;
703 }
704
705 static unsigned int get_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
706 {
707         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
708         unsigned int swappiness;
709
710         /* root ? */
711         if (cgrp->parent == NULL)
712                 return vm_swappiness;
713
714         spin_lock(&memcg->reclaim_param_lock);
715         swappiness = memcg->swappiness;
716         spin_unlock(&memcg->reclaim_param_lock);
717
718         return swappiness;
719 }
720
721 static int mem_cgroup_count_children_cb(struct mem_cgroup *mem, void *data)
722 {
723         int *val = data;
724         (*val)++;
725         return 0;
726 }
727
728 /**
729  * mem_cgroup_print_mem_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
730  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
731  * @p: Task that is going to be killed
732  *
733  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
734  * enabled
735  */
736 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
737 {
738         struct cgroup *task_cgrp;
739         struct cgroup *mem_cgrp;
740         /*
741          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
742          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
743          * If this assumption is broken, revisit this code.
744          */
745         static char memcg_name[PATH_MAX];
746         int ret;
747
748         if (!memcg)
749                 return;
750
751
752         rcu_read_lock();
753
754         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
755         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
756
757         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
758         if (ret < 0) {
759                 /*
760                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
761                  * But we'll still print out the usage information
762                  */
763                 rcu_read_unlock();
764                 goto done;
765         }
766         rcu_read_unlock();
767
768         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
769
770         rcu_read_lock();
771         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
772         if (ret < 0) {
773                 rcu_read_unlock();
774                 goto done;
775         }
776         rcu_read_unlock();
777
778         /*
779          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
780          */
781         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
782 done:
783
784         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
785                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
786                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
787                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
788         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
789                 "failcnt %llu\n",
790                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
791                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
792                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
793 }
794
795 /*
796  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
797  * 1(self count) if no children.
798  */
799 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *mem)
800 {
801         int num = 0;
802         mem_cgroup_walk_tree(mem, &num, mem_cgroup_count_children_cb);
803         return num;
804 }
805
806 /*
807  * Visit the first child (need not be the first child as per the ordering
808  * of the cgroup list, since we track last_scanned_child) of @mem and use
809  * that to reclaim free pages from.
810  */
811 static struct mem_cgroup *
812 mem_cgroup_select_victim(struct mem_cgroup *root_mem)
813 {
814         struct mem_cgroup *ret = NULL;
815         struct cgroup_subsys_state *css;
816         int nextid, found;
817
818         if (!root_mem->use_hierarchy) {
819                 css_get(&root_mem->css);
820                 ret = root_mem;
821         }
822
823         while (!ret) {
824                 rcu_read_lock();
825                 nextid = root_mem->last_scanned_child + 1;
826                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, nextid, &root_mem->css,
827                                    &found);
828                 if (css && css_tryget(css))
829                         ret = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
830
831                 rcu_read_unlock();
832                 /* Updates scanning parameter */
833                 spin_lock(&root_mem->reclaim_param_lock);
834                 if (!css) {
835                         /* this means start scan from ID:1 */
836                         root_mem->last_scanned_child = 0;
837                 } else
838                         root_mem->last_scanned_child = found;
839                 spin_unlock(&root_mem->reclaim_param_lock);
840         }
841
842         return ret;
843 }
844
845 /*
846  * Scan the hierarchy if needed to reclaim memory. We remember the last child
847  * we reclaimed from, so that we don't end up penalizing one child extensively
848  * based on its position in the children list.
849  *
850  * root_mem is the original ancestor that we've been reclaim from.
851  *
852  * We give up and return to the caller when we visit root_mem twice.
853  * (other groups can be removed while we're walking....)
854  *
855  * If shrink==true, for avoiding to free too much, this returns immedieately.
856  */
857 static int mem_cgroup_hierarchical_reclaim(struct mem_cgroup *root_mem,
858                                    gfp_t gfp_mask, bool noswap, bool shrink)
859 {
860         struct mem_cgroup *victim;
861         int ret, total = 0;
862         int loop = 0;
863
864         /* If memsw_is_minimum==1, swap-out is of-no-use. */
865         if (root_mem->memsw_is_minimum)
866                 noswap = true;
867
868         while (loop < 2) {
869                 victim = mem_cgroup_select_victim(root_mem);
870                 if (victim == root_mem)
871                         loop++;
872                 if (!mem_cgroup_local_usage(&victim->stat)) {
873                         /* this cgroup's local usage == 0 */
874                         css_put(&victim->css);
875                         continue;
876                 }
877                 /* we use swappiness of local cgroup */
878                 ret = try_to_free_mem_cgroup_pages(victim, gfp_mask, noswap,
879                                                    get_swappiness(victim));
880                 css_put(&victim->css);
881                 /*
882                  * At shrinking usage, we can't check we should stop here or
883                  * reclaim more. It's depends on callers. last_scanned_child
884                  * will work enough for keeping fairness under tree.
885                  */
886                 if (shrink)
887                         return ret;
888                 total += ret;
889                 if (mem_cgroup_check_under_limit(root_mem))
890                         return 1 + total;
891         }
892         return total;
893 }
894
895 bool mem_cgroup_oom_called(struct task_struct *task)
896 {
897         bool ret = false;
898         struct mem_cgroup *mem;
899         struct mm_struct *mm;
900
901         rcu_read_lock();
902         mm = task->mm;
903         if (!mm)
904                 mm = &init_mm;
905         mem = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
906         if (mem && time_before(jiffies, mem->last_oom_jiffies + HZ/10))
907                 ret = true;
908         rcu_read_unlock();
909         return ret;
910 }
911
912 static int record_last_oom_cb(struct mem_cgroup *mem, void *data)
913 {
914         mem->last_oom_jiffies = jiffies;
915         return 0;
916 }
917
918 static void record_last_oom(struct mem_cgroup *mem)
919 {
920         mem_cgroup_walk_tree(mem, NULL, record_last_oom_cb);
921 }
922
923 /*
924  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
925  * generalized to update other statistics as well.
926  */
927 void mem_cgroup_update_mapped_file_stat(struct page *page, int val)
928 {
929         struct mem_cgroup *mem;
930         struct mem_cgroup_stat *stat;
931         struct mem_cgroup_stat_cpu *cpustat;
932         int cpu;
933         struct page_cgroup *pc;
934
935         if (!page_is_file_cache(page))
936                 return;
937
938         pc = lookup_page_cgroup(page);
939         if (unlikely(!pc))
940                 return;
941
942         lock_page_cgroup(pc);
943         mem = pc->mem_cgroup;
944         if (!mem)
945                 goto done;
946
947         if (!PageCgroupUsed(pc))
948                 goto done;
949
950         /*
951          * Preemption is already disabled, we don't need get_cpu()
952          */
953         cpu = smp_processor_id();
954         stat = &mem->stat;
955         cpustat = &stat->cpustat[cpu];
956
957         __mem_cgroup_stat_add_safe(cpustat, MEM_CGROUP_STAT_MAPPED_FILE, val);
958 done:
959         unlock_page_cgroup(pc);
960 }
961
962 /*
963  * Unlike exported interface, "oom" parameter is added. if oom==true,
964  * oom-killer can be invoked.
965  */
966 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
967                         gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcg,
968                         bool oom)
969 {
970         struct mem_cgroup *mem, *mem_over_limit;
971         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
972         struct res_counter *fail_res;
973
974         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE))) {
975                 /* Don't account this! */
976                 *memcg = NULL;
977                 return 0;
978         }
979
980         /*
981          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
982          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
983          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
984          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
985          */
986         mem = *memcg;
987         if (likely(!mem)) {
988                 mem = try_get_mem_cgroup_from_mm(mm);
989                 *memcg = mem;
990         } else {
991                 css_get(&mem->css);
992         }
993         if (unlikely(!mem))
994                 return 0;
995
996         VM_BUG_ON(css_is_removed(&mem->css));
997
998         while (1) {
999                 int ret;
1000                 bool noswap = false;
1001
1002                 ret = res_counter_charge(&mem->res, PAGE_SIZE, &fail_res);
1003                 if (likely(!ret)) {
1004                         if (!do_swap_account)
1005                                 break;
1006                         ret = res_counter_charge(&mem->memsw, PAGE_SIZE,
1007                                                         &fail_res);
1008                         if (likely(!ret))
1009                                 break;
1010                         /* mem+swap counter fails */
1011                         res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE);
1012                         noswap = true;
1013                         mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res,
1014                                                                         memsw);
1015                 } else
1016                         /* mem counter fails */
1017                         mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res,
1018                                                                         res);
1019
1020                 if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
1021                         goto nomem;
1022
1023                 ret = mem_cgroup_hierarchical_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask,
1024                                                         noswap, false);
1025                 if (ret)
1026                         continue;
1027
1028                 /*
1029                  * try_to_free_mem_cgroup_pages() might not give us a full
1030                  * picture of reclaim. Some pages are reclaimed and might be
1031                  * moved to swap cache or just unmapped from the cgroup.
1032                  * Check the limit again to see if the reclaim reduced the
1033                  * current usage of the cgroup before giving up
1034                  *
1035                  */
1036                 if (mem_cgroup_check_under_limit(mem_over_limit))
1037                         continue;
1038
1039                 if (!nr_retries--) {
1040                         if (oom) {
1041                                 mutex_lock(&memcg_tasklist);
1042                                 mem_cgroup_out_of_memory(mem_over_limit, gfp_mask);
1043                                 mutex_unlock(&memcg_tasklist);
1044                                 record_last_oom(mem_over_limit);
1045                         }
1046                         goto nomem;
1047                 }
1048         }
1049         return 0;
1050 nomem:
1051         css_put(&mem->css);
1052         return -ENOMEM;
1053 }
1054
1055
1056 /*
1057  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
1058  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
1059  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
1060  * memcg.)
1061  */
1062 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
1063 {
1064         struct cgroup_subsys_state *css;
1065
1066         /* ID 0 is unused ID */
1067         if (!id)
1068                 return NULL;
1069         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
1070         if (!css)
1071                 return NULL;
1072         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
1073 }
1074
1075 static struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_swapcache(struct page *page)
1076 {
1077         struct mem_cgroup *mem;
1078         struct page_cgroup *pc;
1079         unsigned short id;
1080         swp_entry_t ent;
1081
1082         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
1083
1084         if (!PageSwapCache(page))
1085                 return NULL;
1086
1087         pc = lookup_page_cgroup(page);
1088         lock_page_cgroup(pc);
1089         if (PageCgroupUsed(pc)) {
1090                 mem = pc->mem_cgroup;
1091                 if (mem && !css_tryget(&mem->css))
1092                         mem = NULL;
1093         } else {
1094                 ent.val = page_private(page);
1095                 id = lookup_swap_cgroup(ent);
1096                 rcu_read_lock();
1097                 mem = mem_cgroup_lookup(id);
1098                 if (mem && !css_tryget(&mem->css))
1099                         mem = NULL;
1100                 rcu_read_unlock();
1101         }
1102         unlock_page_cgroup(pc);
1103         return mem;
1104 }
1105
1106 /*
1107  * commit a charge got by __mem_cgroup_try_charge() and makes page_cgroup to be
1108  * USED state. If already USED, uncharge and return.
1109  */
1110
1111 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *mem,
1112                                      struct page_cgroup *pc,
1113                                      enum charge_type ctype)
1114 {
1115         /* try_charge() can return NULL to *memcg, taking care of it. */
1116         if (!mem)
1117                 return;
1118
1119         lock_page_cgroup(pc);
1120         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
1121                 unlock_page_cgroup(pc);
1122                 res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE);
1123                 if (do_swap_account)
1124                         res_counter_uncharge(&mem->memsw, PAGE_SIZE);
1125                 css_put(&mem->css);
1126                 return;
1127         }
1128         pc->mem_cgroup = mem;
1129         smp_wmb();
1130         pc->flags = pcg_default_flags[ctype];
1131
1132         mem_cgroup_charge_statistics(mem, pc, true);
1133
1134         unlock_page_cgroup(pc);
1135 }
1136
1137 /**
1138  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
1139  * @pc: page_cgroup of the page.
1140  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
1141  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
1142  *
1143  * The caller must confirm following.
1144  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
1145  *
1146  * returns 0 at success,
1147  * returns -EBUSY when lock is busy or "pc" is unstable.
1148  *
1149  * This function does "uncharge" from old cgroup but doesn't do "charge" to
1150  * new cgroup. It should be done by a caller.
1151  */
1152
1153 static int mem_cgroup_move_account(struct page_cgroup *pc,
1154         struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
1155 {
1156         struct mem_cgroup_per_zone *from_mz, *to_mz;
1157         int nid, zid;
1158         int ret = -EBUSY;
1159         struct page *page;
1160         int cpu;
1161         struct mem_cgroup_stat *stat;
1162         struct mem_cgroup_stat_cpu *cpustat;
1163
1164         VM_BUG_ON(from == to);
1165         VM_BUG_ON(PageLRU(pc->page));
1166
1167         nid = page_cgroup_nid(pc);
1168         zid = page_cgroup_zid(pc);
1169         from_mz =  mem_cgroup_zoneinfo(from, nid, zid);
1170         to_mz =  mem_cgroup_zoneinfo(to, nid, zid);
1171
1172         if (!trylock_page_cgroup(pc))
1173                 return ret;
1174
1175         if (!PageCgroupUsed(pc))
1176                 goto out;
1177
1178         if (pc->mem_cgroup != from)
1179                 goto out;
1180
1181         res_counter_uncharge(&from->res, PAGE_SIZE);
1182         mem_cgroup_charge_statistics(from, pc, false);
1183
1184         page = pc->page;
1185         if (page_is_file_cache(page) && page_mapped(page)) {
1186                 cpu = smp_processor_id();
1187                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup "from" */
1188                 stat = &from->stat;
1189                 cpustat = &stat->cpustat[cpu];
1190                 __mem_cgroup_stat_add_safe(cpustat, MEM_CGROUP_STAT_MAPPED_FILE,
1191                                                 -1);
1192
1193                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup "to" */
1194                 stat = &to->stat;
1195                 cpustat = &stat->cpustat[cpu];
1196                 __mem_cgroup_stat_add_safe(cpustat, MEM_CGROUP_STAT_MAPPED_FILE,
1197                                                 1);
1198         }
1199
1200         if (do_swap_account)
1201                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
1202         css_put(&from->css);
1203
1204         css_get(&to->css);
1205         pc->mem_cgroup = to;
1206         mem_cgroup_charge_statistics(to, pc, true);
1207         ret = 0;
1208 out:
1209         unlock_page_cgroup(pc);
1210         /*
1211          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
1212          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
1213          * this function is just force_empty() and it's garanteed that
1214          * "to" is never removed. So, we don't check rmdir status here.
1215          */
1216         return ret;
1217 }
1218
1219 /*
1220  * move charges to its parent.
1221  */
1222
1223 static int mem_cgroup_move_parent(struct page_cgroup *pc,
1224                                   struct mem_cgroup *child,
1225                                   gfp_t gfp_mask)
1226 {
1227         struct page *page = pc->page;
1228         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
1229         struct cgroup *pcg = cg->parent;
1230         struct mem_cgroup *parent;
1231         int ret;
1232
1233         /* Is ROOT ? */
1234         if (!pcg)
1235                 return -EINVAL;
1236
1237
1238         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
1239
1240
1241         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, &parent, false);
1242         if (ret || !parent)
1243                 return ret;
1244
1245         if (!get_page_unless_zero(page)) {
1246                 ret = -EBUSY;
1247                 goto uncharge;
1248         }
1249
1250         ret = isolate_lru_page(page);
1251
1252         if (ret)
1253                 goto cancel;
1254
1255         ret = mem_cgroup_move_account(pc, child, parent);
1256
1257         putback_lru_page(page);
1258         if (!ret) {
1259                 put_page(page);
1260                 /* drop extra refcnt by try_charge() */
1261                 css_put(&parent->css);
1262                 return 0;
1263         }
1264
1265 cancel:
1266         put_page(page);
1267 uncharge:
1268         /* drop extra refcnt by try_charge() */
1269         css_put(&parent->css);
1270         /* uncharge if move fails */
1271         res_counter_uncharge(&parent->res, PAGE_SIZE);
1272         if (do_swap_account)
1273                 res_counter_uncharge(&parent->memsw, PAGE_SIZE);
1274         return ret;
1275 }
1276
1277 /*
1278  * Charge the memory controller for page usage.
1279  * Return
1280  * 0 if the charge was successful
1281  * < 0 if the cgroup is over its limit
1282  */
1283 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
1284                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype,
1285                                 struct mem_cgroup *memcg)
1286 {
1287         struct mem_cgroup *mem;
1288         struct page_cgroup *pc;
1289         int ret;
1290
1291         pc = lookup_page_cgroup(page);
1292         /* can happen at boot */
1293         if (unlikely(!pc))
1294                 return 0;
1295         prefetchw(pc);
1296
1297         mem = memcg;
1298         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, &mem, true);
1299         if (ret || !mem)
1300                 return ret;
1301
1302         __mem_cgroup_commit_charge(mem, pc, ctype);
1303         return 0;
1304 }
1305
1306 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
1307                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
1308 {
1309         if (mem_cgroup_disabled())
1310                 return 0;
1311         if (PageCompound(page))
1312                 return 0;
1313         /*
1314          * If already mapped, we don't have to account.
1315          * If page cache, page->mapping has address_space.
1316          * But page->mapping may have out-of-use anon_vma pointer,
1317          * detecit it by PageAnon() check. newly-mapped-anon's page->mapping
1318          * is NULL.
1319          */
1320         if (page_mapped(page) || (page->mapping && !PageAnon(page)))
1321                 return 0;
1322         if (unlikely(!mm))
1323                 mm = &init_mm;
1324         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
1325                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED, NULL);
1326 }
1327
1328 static void
1329 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
1330                                         enum charge_type ctype);
1331
1332 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
1333                                 gfp_t gfp_mask)
1334 {
1335         struct mem_cgroup *mem = NULL;
1336         int ret;
1337
1338         if (mem_cgroup_disabled())
1339                 return 0;
1340         if (PageCompound(page))
1341                 return 0;
1342         /*
1343          * Corner case handling. This is called from add_to_page_cache()
1344          * in usual. But some FS (shmem) precharges this page before calling it
1345          * and call add_to_page_cache() with GFP_NOWAIT.
1346          *
1347          * For GFP_NOWAIT case, the page may be pre-charged before calling
1348          * add_to_page_cache(). (See shmem.c) check it here and avoid to call
1349          * charge twice. (It works but has to pay a bit larger cost.)
1350          * And when the page is SwapCache, it should take swap information
1351          * into account. This is under lock_page() now.
1352          */
1353         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT)) {
1354                 struct page_cgroup *pc;
1355
1356
1357                 pc = lookup_page_cgroup(page);
1358                 if (!pc)
1359                         return 0;
1360                 lock_page_cgroup(pc);
1361                 if (PageCgroupUsed(pc)) {
1362                         unlock_page_cgroup(pc);
1363                         return 0;
1364                 }
1365                 unlock_page_cgroup(pc);
1366         }
1367
1368         if (unlikely(!mm && !mem))
1369                 mm = &init_mm;
1370
1371         if (page_is_file_cache(page))
1372                 return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
1373                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, NULL);
1374
1375         /* shmem */
1376         if (PageSwapCache(page)) {
1377                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &mem);
1378                 if (!ret)
1379                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, mem,
1380                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
1381         } else
1382                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
1383                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM, mem);
1384
1385         return ret;
1386 }
1387
1388 /*
1389  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
1390  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
1391  * struct page_cgroup is aquired. This refcnt will be cumsumed by
1392  * "commit()" or removed by "cancel()"
1393  */
1394 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
1395                                  struct page *page,
1396                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **ptr)
1397 {
1398         struct mem_cgroup *mem;
1399         int ret;
1400
1401         if (mem_cgroup_disabled())
1402                 return 0;
1403
1404         if (!do_swap_account)
1405                 goto charge_cur_mm;
1406         /*
1407          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
1408          * the pte, and even removed page from swap cache: return success
1409          * to go on to do_swap_page()'s pte_same() test, which should fail.
1410          */
1411         if (!PageSwapCache(page))
1412                 return 0;
1413         mem = try_get_mem_cgroup_from_swapcache(page);
1414         if (!mem)
1415                 goto charge_cur_mm;
1416         *ptr = mem;
1417         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, ptr, true);
1418         /* drop extra refcnt from tryget */
1419         css_put(&mem->css);
1420         return ret;
1421 charge_cur_mm:
1422         if (unlikely(!mm))
1423                 mm = &init_mm;
1424         return __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, ptr, true);
1425 }
1426
1427 static void
1428 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
1429                                         enum charge_type ctype)
1430 {
1431         struct page_cgroup *pc;
1432
1433         if (mem_cgroup_disabled())
1434                 return;
1435         if (!ptr)
1436                 return;
1437         cgroup_exclude_rmdir(&ptr->css);
1438         pc = lookup_page_cgroup(page);
1439         mem_cgroup_lru_del_before_commit_swapcache(page);
1440         __mem_cgroup_commit_charge(ptr, pc, ctype);
1441         mem_cgroup_lru_add_after_commit_swapcache(page);
1442         /*
1443          * Now swap is on-memory. This means this page may be
1444          * counted both as mem and swap....double count.
1445          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
1446          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
1447          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
1448          */
1449         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
1450                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
1451                 unsigned short id;
1452                 struct mem_cgroup *memcg;
1453
1454                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
1455                 rcu_read_lock();
1456                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
1457                 if (memcg) {
1458                         /*
1459                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
1460                          * calling css_tryget
1461                          */
1462                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
1463                         mem_cgroup_put(memcg);
1464                 }
1465                 rcu_read_unlock();
1466         }
1467         /*
1468          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
1469          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
1470          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
1471          */
1472         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&ptr->css);
1473 }
1474
1475 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr)
1476 {
1477         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, ptr,
1478                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
1479 }
1480
1481 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *mem)
1482 {
1483         if (mem_cgroup_disabled())
1484                 return;
1485         if (!mem)
1486                 return;
1487         res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE);
1488         if (do_swap_account)
1489                 res_counter_uncharge(&mem->memsw, PAGE_SIZE);
1490         css_put(&mem->css);
1491 }
1492
1493
1494 /*
1495  * uncharge if !page_mapped(page)
1496  */
1497 static struct mem_cgroup *
1498 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
1499 {
1500         struct page_cgroup *pc;
1501         struct mem_cgroup *mem = NULL;
1502         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1503
1504         if (mem_cgroup_disabled())
1505                 return NULL;
1506
1507         if (PageSwapCache(page))
1508                 return NULL;
1509
1510         /*
1511          * Check if our page_cgroup is valid
1512          */
1513         pc = lookup_page_cgroup(page);
1514         if (unlikely(!pc || !PageCgroupUsed(pc)))
1515                 return NULL;
1516
1517         lock_page_cgroup(pc);
1518
1519         mem = pc->mem_cgroup;
1520
1521         if (!PageCgroupUsed(pc))
1522                 goto unlock_out;
1523
1524         switch (ctype) {
1525         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
1526         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
1527                 if (page_mapped(page))
1528                         goto unlock_out;
1529                 break;
1530         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
1531                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
1532                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
1533                                 goto unlock_out;
1534                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
1535                                 goto unlock_out;
1536                 break;
1537         default:
1538                 break;
1539         }
1540
1541         res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE);
1542         if (do_swap_account && (ctype != MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT))
1543                 res_counter_uncharge(&mem->memsw, PAGE_SIZE);
1544         mem_cgroup_charge_statistics(mem, pc, false);
1545
1546         ClearPageCgroupUsed(pc);
1547         /*
1548          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
1549          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
1550          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
1551          * special functions.
1552          */
1553
1554         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
1555         unlock_page_cgroup(pc);
1556
1557         /* at swapout, this memcg will be accessed to record to swap */
1558         if (ctype != MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
1559                 css_put(&mem->css);
1560
1561         return mem;
1562
1563 unlock_out:
1564         unlock_page_cgroup(pc);
1565         return NULL;
1566 }
1567
1568 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
1569 {
1570         /* early check. */
1571         if (page_mapped(page))
1572                 return;
1573         if (page->mapping && !PageAnon(page))
1574                 return;
1575         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
1576 }
1577
1578 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
1579 {
1580         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
1581         VM_BUG_ON(page->mapping);
1582         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
1583 }
1584
1585 #ifdef CONFIG_SWAP
1586 /*
1587  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
1588  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
1589  */
1590 void
1591 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
1592 {
1593         struct mem_cgroup *memcg;
1594         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
1595
1596         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
1597                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
1598
1599         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
1600
1601         /* record memcg information */
1602         if (do_swap_account && swapout && memcg) {
1603                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
1604                 mem_cgroup_get(memcg);
1605         }
1606         if (swapout && memcg)
1607                 css_put(&memcg->css);
1608 }
1609 #endif
1610
1611 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
1612 /*
1613  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
1614  * uncharge "memsw" account.
1615  */
1616 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
1617 {
1618         struct mem_cgroup *memcg;
1619         unsigned short id;
1620
1621         if (!do_swap_account)
1622                 return;
1623
1624         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
1625         rcu_read_lock();
1626         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
1627         if (memcg) {
1628                 /*
1629                  * We uncharge this because swap is freed.
1630                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
1631                  */
1632                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
1633                 mem_cgroup_put(memcg);
1634         }
1635         rcu_read_unlock();
1636 }
1637 #endif
1638
1639 /*
1640  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
1641  * page belongs to.
1642  */
1643 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct mem_cgroup **ptr)
1644 {
1645         struct page_cgroup *pc;
1646         struct mem_cgroup *mem = NULL;
1647         int ret = 0;
1648
1649         if (mem_cgroup_disabled())
1650                 return 0;
1651
1652         pc = lookup_page_cgroup(page);
1653         lock_page_cgroup(pc);
1654         if (PageCgroupUsed(pc)) {
1655                 mem = pc->mem_cgroup;
1656                 css_get(&mem->css);
1657         }
1658         unlock_page_cgroup(pc);
1659
1660         if (mem) {
1661                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, GFP_KERNEL, &mem, false);
1662                 css_put(&mem->css);
1663         }
1664         *ptr = mem;
1665         return ret;
1666 }
1667
1668 /* remove redundant charge if migration failed*/
1669 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *mem,
1670                 struct page *oldpage, struct page *newpage)
1671 {
1672         struct page *target, *unused;
1673         struct page_cgroup *pc;
1674         enum charge_type ctype;
1675
1676         if (!mem)
1677                 return;
1678         cgroup_exclude_rmdir(&mem->css);
1679         /* at migration success, oldpage->mapping is NULL. */
1680         if (oldpage->mapping) {
1681                 target = oldpage;
1682                 unused = NULL;
1683         } else {
1684                 target = newpage;
1685                 unused = oldpage;
1686         }
1687
1688         if (PageAnon(target))
1689                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
1690         else if (page_is_file_cache(target))
1691                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
1692         else
1693                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
1694
1695         /* unused page is not on radix-tree now. */
1696         if (unused)
1697                 __mem_cgroup_uncharge_common(unused, ctype);
1698
1699         pc = lookup_page_cgroup(target);
1700         /*
1701          * __mem_cgroup_commit_charge() check PCG_USED bit of page_cgroup.
1702          * So, double-counting is effectively avoided.
1703          */
1704         __mem_cgroup_commit_charge(mem, pc, ctype);
1705
1706         /*
1707          * Both of oldpage and newpage are still under lock_page().
1708          * Then, we don't have to care about race in radix-tree.
1709          * But we have to be careful that this page is unmapped or not.
1710          *
1711          * There is a case for !page_mapped(). At the start of
1712          * migration, oldpage was mapped. But now, it's zapped.
1713          * But we know *target* page is not freed/reused under us.
1714          * mem_cgroup_uncharge_page() does all necessary checks.
1715          */
1716         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED)
1717                 mem_cgroup_uncharge_page(target);
1718         /*
1719          * At migration, we may charge account against cgroup which has no tasks
1720          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
1721          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
1722          */
1723         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&mem->css);
1724 }
1725
1726 /*
1727  * A call to try to shrink memory usage on charge failure at shmem's swapin.
1728  * Calling hierarchical_reclaim is not enough because we should update
1729  * last_oom_jiffies to prevent pagefault_out_of_memory from invoking global OOM.
1730  * Moreover considering hierarchy, we should reclaim from the mem_over_limit,
1731  * not from the memcg which this page would be charged to.
1732  * try_charge_swapin does all of these works properly.
1733  */
1734 int mem_cgroup_shmem_charge_fallback(struct page *page,
1735                             struct mm_struct *mm,
1736                             gfp_t gfp_mask)
1737 {
1738         struct mem_cgroup *mem = NULL;
1739         int ret;
1740
1741         if (mem_cgroup_disabled())
1742                 return 0;
1743
1744         ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &mem);
1745         if (!ret)
1746                 mem_cgroup_cancel_charge_swapin(mem); /* it does !mem check */
1747
1748         return ret;
1749 }
1750
1751 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
1752
1753 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
1754                                 unsigned long long val)
1755 {
1756         int retry_count;
1757         int progress;
1758         u64 memswlimit;
1759         int ret = 0;
1760         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
1761         u64 curusage, oldusage;
1762
1763         /*
1764          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
1765          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
1766          * of # of children which we should visit in this loop.
1767          */
1768         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
1769
1770         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
1771
1772         while (retry_count) {
1773                 if (signal_pending(current)) {
1774                         ret = -EINTR;
1775                         break;
1776                 }
1777                 /*
1778                  * Rather than hide all in some function, I do this in
1779                  * open coded manner. You see what this really does.
1780                  * We have to guarantee mem->res.limit < mem->memsw.limit.
1781                  */
1782                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
1783                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1784                 if (memswlimit < val) {
1785                         ret = -EINVAL;
1786                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
1787                         break;
1788                 }
1789                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
1790                 if (!ret) {
1791                         if (memswlimit == val)
1792                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
1793                         else
1794                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
1795                 }
1796                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
1797
1798                 if (!ret)
1799                         break;
1800
1801                 progress = mem_cgroup_hierarchical_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
1802                                                    false, true);
1803                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
1804                 /* Usage is reduced ? */
1805                 if (curusage >= oldusage)
1806                         retry_count--;
1807                 else
1808                         oldusage = curusage;
1809         }
1810
1811         return ret;
1812 }
1813
1814 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
1815                                         unsigned long long val)
1816 {
1817         int retry_count;
1818         u64 memlimit, oldusage, curusage;
1819         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
1820         int ret = -EBUSY;
1821
1822         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
1823         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
1824         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
1825         while (retry_count) {
1826                 if (signal_pending(current)) {
1827                         ret = -EINTR;
1828                         break;
1829                 }
1830                 /*
1831                  * Rather than hide all in some function, I do this in
1832                  * open coded manner. You see what this really does.
1833                  * We have to guarantee mem->res.limit < mem->memsw.limit.
1834                  */
1835                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
1836                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1837                 if (memlimit > val) {
1838                         ret = -EINVAL;
1839                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
1840                         break;
1841                 }
1842                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
1843                 if (!ret) {
1844                         if (memlimit == val)
1845                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
1846                         else
1847                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
1848                 }
1849                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
1850
1851                 if (!ret)
1852                         break;
1853
1854                 mem_cgroup_hierarchical_reclaim(memcg, GFP_KERNEL, true, true);
1855                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
1856                 /* Usage is reduced ? */
1857                 if (curusage >= oldusage)
1858                         retry_count--;
1859                 else
1860                         oldusage = curusage;
1861         }
1862         return ret;
1863 }
1864
1865 /*
1866  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
1867  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
1868  */
1869 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *mem,
1870                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
1871 {
1872         struct zone *zone;
1873         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1874         struct page_cgroup *pc, *busy;
1875         unsigned long flags, loop;
1876         struct list_head *list;
1877         int ret = 0;
1878
1879         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
1880         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, node, zid);
1881         list = &mz->lists[lru];
1882
1883         loop = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru);
1884         /* give some margin against EBUSY etc...*/
1885         loop += 256;
1886         busy = NULL;
1887         while (loop--) {
1888                 ret = 0;
1889                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1890                 if (list_empty(list)) {
1891                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1892                         break;
1893                 }
1894                 pc = list_entry(list->prev, struct page_cgroup, lru);
1895                 if (busy == pc) {
1896                         list_move(&pc->lru, list);
1897                         busy = 0;
1898                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1899                         continue;
1900                 }
1901                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1902
1903                 ret = mem_cgroup_move_parent(pc, mem, GFP_KERNEL);
1904                 if (ret == -ENOMEM)
1905                         break;
1906
1907                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
1908                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
1909                         busy = pc;
1910                         cond_resched();
1911                 } else
1912                         busy = NULL;
1913         }
1914
1915         if (!ret && !list_empty(list))
1916                 return -EBUSY;
1917         return ret;
1918 }
1919
1920 /*
1921  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
1922  * This enables deleting this mem_cgroup.
1923  */
1924 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *mem, bool free_all)
1925 {
1926         int ret;
1927         int node, zid, shrink;
1928         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
1929         struct cgroup *cgrp = mem->css.cgroup;
1930
1931         css_get(&mem->css);
1932
1933         shrink = 0;
1934         /* should free all ? */
1935         if (free_all)
1936                 goto try_to_free;
1937 move_account:
1938         while (mem->res.usage > 0) {
1939                 ret = -EBUSY;
1940                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
1941                         goto out;
1942                 ret = -EINTR;
1943                 if (signal_pending(current))
1944                         goto out;
1945                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
1946                 lru_add_drain_all();
1947                 ret = 0;
1948                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
1949                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1950                                 enum lru_list l;
1951                                 for_each_lru(l) {
1952                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(mem,
1953                                                         node, zid, l);
1954                                         if (ret)
1955                                                 break;
1956                                 }
1957                         }
1958                         if (ret)
1959                                 break;
1960                 }
1961                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
1962                 if (ret == -ENOMEM)
1963                         goto try_to_free;
1964                 cond_resched();
1965         }
1966         ret = 0;
1967 out:
1968         css_put(&mem->css);
1969         return ret;
1970
1971 try_to_free:
1972         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
1973         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
1974                 ret = -EBUSY;
1975                 goto out;
1976         }
1977         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
1978         lru_add_drain_all();
1979         /* try to free all pages in this cgroup */
1980         shrink = 1;
1981         while (nr_retries && mem->res.usage > 0) {
1982                 int progress;
1983
1984                 if (signal_pending(current)) {
1985                         ret = -EINTR;
1986                         goto out;
1987                 }
1988                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem, GFP_KERNEL,
1989                                                 false, get_swappiness(mem));
1990                 if (!progress) {
1991                         nr_retries--;
1992                         /* maybe some writeback is necessary */
1993                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
1994                 }
1995
1996         }
1997         lru_add_drain();
1998         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
1999         if (mem->res.usage)
2000                 goto move_account;
2001         ret = 0;
2002         goto out;
2003 }
2004
2005 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
2006 {
2007         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
2008 }
2009
2010
2011 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
2012 {
2013         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
2014 }
2015
2016 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2017                                         u64 val)
2018 {
2019         int retval = 0;
2020         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
2021         struct cgroup *parent = cont->parent;
2022         struct mem_cgroup *parent_mem = NULL;
2023
2024         if (parent)
2025                 parent_mem = mem_cgroup_from_cont(parent);
2026
2027         cgroup_lock();
2028         /*
2029          * If parent's use_hiearchy is set, we can't make any modifications
2030          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2031          * occur, provided the current cgroup has no children.
2032          *
2033          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2034          * set if there are no children.
2035          */
2036         if ((!parent_mem || !parent_mem->use_hierarchy) &&
2037                                 (val == 1 || val == 0)) {
2038                 if (list_empty(&cont->children))
2039                         mem->use_hierarchy = val;
2040                 else
2041                         retval = -EBUSY;
2042         } else
2043                 retval = -EINVAL;
2044         cgroup_unlock();
2045
2046         return retval;
2047 }
2048
2049 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
2050 {
2051         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
2052         u64 val = 0;
2053         int type, name;
2054
2055         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
2056         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
2057         switch (type) {
2058         case _MEM:
2059                 val = res_counter_read_u64(&mem->res, name);
2060                 break;
2061         case _MEMSWAP:
2062                 val = res_counter_read_u64(&mem->memsw, name);
2063                 break;
2064         default:
2065                 BUG();
2066                 break;
2067         }
2068         return val;
2069 }
2070 /*
2071  * The user of this function is...
2072  * RES_LIMIT.
2073  */
2074 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2075                             const char *buffer)
2076 {
2077         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2078         int type, name;
2079         unsigned long long val;
2080         int ret;
2081
2082         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
2083         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
2084         switch (name) {
2085         case RES_LIMIT:
2086                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
2087                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
2088                 if (ret)
2089                         break;
2090                 if (type == _MEM)
2091                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
2092                 else
2093                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
2094                 break;
2095         default:
2096                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
2097                 break;
2098         }
2099         return ret;
2100 }
2101
2102 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2103                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
2104 {
2105         struct cgroup *cgroup;
2106         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
2107
2108         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
2109         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
2110         cgroup = memcg->css.cgroup;
2111         if (!memcg->use_hierarchy)
2112                 goto out;
2113
2114         while (cgroup->parent) {
2115                 cgroup = cgroup->parent;
2116                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
2117                 if (!memcg->use_hierarchy)
2118                         break;
2119                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
2120                 min_limit = min(min_limit, tmp);
2121                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
2122                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
2123         }
2124 out:
2125         *mem_limit = min_limit;
2126         *memsw_limit = min_memsw_limit;
2127         return;
2128 }
2129
2130 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
2131 {
2132         struct mem_cgroup *mem;
2133         int type, name;
2134
2135         mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
2136         type = MEMFILE_TYPE(event);
2137         name = MEMFILE_ATTR(event);
2138         switch (name) {
2139         case RES_MAX_USAGE:
2140                 if (type == _MEM)
2141                         res_counter_reset_max(&mem->res);
2142                 else
2143                         res_counter_reset_max(&mem->memsw);
2144                 break;
2145         case RES_FAILCNT:
2146                 if (type == _MEM)
2147                         res_counter_reset_failcnt(&mem->res);
2148                 else
2149                         res_counter_reset_failcnt(&mem->memsw);
2150                 break;
2151         }
2152         return 0;
2153 }
2154
2155
2156 /* For read statistics */
2157 enum {
2158         MCS_CACHE,
2159         MCS_RSS,
2160         MCS_MAPPED_FILE,
2161         MCS_PGPGIN,
2162         MCS_PGPGOUT,
2163         MCS_INACTIVE_ANON,
2164         MCS_ACTIVE_ANON,
2165         MCS_INACTIVE_FILE,
2166         MCS_ACTIVE_FILE,
2167         MCS_UNEVICTABLE,
2168         NR_MCS_STAT,
2169 };
2170
2171 struct mcs_total_stat {
2172         s64 stat[NR_MCS_STAT];
2173 };
2174
2175 struct {
2176         char *local_name;
2177         char *total_name;
2178 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
2179         {"cache", "total_cache"},
2180         {"rss", "total_rss"},
2181         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
2182         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
2183         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
2184         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
2185         {"active_anon", "total_active_anon"},
2186         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
2187         {"active_file", "total_active_file"},
2188         {"unevictable", "total_unevictable"}
2189 };
2190
2191
2192 static int mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *mem, void *data)
2193 {
2194         struct mcs_total_stat *s = data;
2195         s64 val;
2196
2197         /* per cpu stat */
2198         val = mem_cgroup_read_stat(&mem->stat, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2199         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
2200         val = mem_cgroup_read_stat(&mem->stat, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2201         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
2202         val = mem_cgroup_read_stat(&mem->stat, MEM_CGROUP_STAT_MAPPED_FILE);
2203         s->stat[MCS_MAPPED_FILE] += val * PAGE_SIZE;
2204         val = mem_cgroup_read_stat(&mem->stat, MEM_CGROUP_STAT_PGPGIN_COUNT);
2205         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
2206         val = mem_cgroup_read_stat(&mem->stat, MEM_CGROUP_STAT_PGPGOUT_COUNT);
2207         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
2208
2209         /* per zone stat */
2210         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_INACTIVE_ANON);
2211         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
2212         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_ACTIVE_ANON);
2213         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
2214         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_INACTIVE_FILE);
2215         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
2216         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_ACTIVE_FILE);
2217         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
2218         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_UNEVICTABLE);
2219         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
2220         return 0;
2221 }
2222
2223 static void
2224 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *mem, struct mcs_total_stat *s)
2225 {
2226         mem_cgroup_walk_tree(mem, s, mem_cgroup_get_local_stat);
2227 }
2228
2229 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2230                                  struct cgroup_map_cb *cb)
2231 {
2232         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
2233         struct mcs_total_stat mystat;
2234         int i;
2235
2236         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
2237         mem_cgroup_get_local_stat(mem_cont, &mystat);
2238
2239         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++)
2240                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
2241
2242         /* Hierarchical information */
2243         {
2244                 unsigned long long limit, memsw_limit;
2245                 memcg_get_hierarchical_limit(mem_cont, &limit, &memsw_limit);
2246                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
2247                 if (do_swap_account)
2248                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
2249         }
2250
2251         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
2252         mem_cgroup_get_total_stat(mem_cont, &mystat);
2253         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++)
2254                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
2255
2256
2257 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
2258         cb->fill(cb, "inactive_ratio", calc_inactive_ratio(mem_cont, NULL));
2259
2260         {
2261                 int nid, zid;
2262                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
2263                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
2264                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
2265
2266                 for_each_online_node(nid)
2267                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
2268                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
2269
2270                                 recent_rotated[0] +=
2271                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
2272                                 recent_rotated[1] +=
2273                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
2274                                 recent_scanned[0] +=
2275                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
2276                                 recent_scanned[1] +=
2277                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
2278                         }
2279                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
2280                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
2281                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
2282                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
2283         }
2284 #endif
2285
2286         return 0;
2287 }
2288
2289 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
2290 {
2291         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
2292
2293         return get_swappiness(memcg);
2294 }
2295
2296 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
2297                                        u64 val)
2298 {
2299         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
2300         struct mem_cgroup *parent;
2301
2302         if (val > 100)
2303                 return -EINVAL;
2304
2305         if (cgrp->parent == NULL)
2306                 return -EINVAL;
2307
2308         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
2309
2310         cgroup_lock();
2311
2312         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
2313         if ((parent->use_hierarchy) ||
2314             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
2315                 cgroup_unlock();
2316                 return -EINVAL;
2317         }
2318
2319         spin_lock(&memcg->reclaim_param_lock);
2320         memcg->swappiness = val;
2321         spin_unlock(&memcg->reclaim_param_lock);
2322
2323         cgroup_unlock();
2324
2325         return 0;
2326 }
2327
2328
2329 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
2330         {
2331                 .name = "usage_in_bytes",
2332                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
2333                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
2334         },
2335         {
2336                 .name = "max_usage_in_bytes",
2337                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
2338                 .trigger = mem_cgroup_reset,
2339                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
2340         },
2341         {
2342                 .name = "limit_in_bytes",
2343                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
2344                 .write_string = mem_cgroup_write,
2345                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
2346         },
2347         {
2348                 .name = "failcnt",
2349                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
2350                 .trigger = mem_cgroup_reset,
2351                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
2352         },
2353         {
2354                 .name = "stat",
2355                 .read_map = mem_control_stat_show,
2356         },
2357         {
2358                 .name = "force_empty",
2359                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
2360         },
2361         {
2362                 .name = "use_hierarchy",
2363                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
2364                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
2365         },
2366         {
2367                 .name = "swappiness",
2368                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
2369                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
2370         },
2371 };
2372
2373 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
2374 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
2375         {
2376                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
2377                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
2378                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
2379         },
2380         {
2381                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
2382                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
2383                 .trigger = mem_cgroup_reset,
2384                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
2385         },
2386         {
2387                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
2388                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
2389                 .write_string = mem_cgroup_write,
2390                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
2391         },
2392         {
2393                 .name = "memsw.failcnt",
2394                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
2395                 .trigger = mem_cgroup_reset,
2396                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
2397         },
2398 };
2399
2400 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
2401 {
2402         if (!do_swap_account)
2403                 return 0;
2404         return cgroup_add_files(cont, ss, memsw_cgroup_files,
2405                                 ARRAY_SIZE(memsw_cgroup_files));
2406 };
2407 #else
2408 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
2409 {
2410         return 0;
2411 }
2412 #endif
2413
2414 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
2415 {
2416         struct mem_cgroup_per_node *pn;
2417         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
2418         enum lru_list l;
2419         int zone, tmp = node;
2420         /*
2421          * This routine is called against possible nodes.
2422          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
2423          *
2424          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
2425          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
2426          *       function.
2427          */
2428         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
2429                 tmp = -1;
2430         pn = kmalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
2431         if (!pn)
2432                 return 1;
2433
2434         mem->info.nodeinfo[node] = pn;
2435         memset(pn, 0, sizeof(*pn));
2436
2437         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
2438                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
2439                 for_each_lru(l)
2440                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lists[l]);
2441         }
2442         return 0;
2443 }
2444
2445 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
2446 {
2447         kfree(mem->info.nodeinfo[node]);
2448 }
2449
2450 static int mem_cgroup_size(void)
2451 {
2452         int cpustat_size = nr_cpu_ids * sizeof(struct mem_cgroup_stat_cpu);
2453         return sizeof(struct mem_cgroup) + cpustat_size;
2454 }
2455
2456 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
2457 {
2458         struct mem_cgroup *mem;
2459         int size = mem_cgroup_size();
2460
2461         if (size < PAGE_SIZE)
2462                 mem = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
2463         else
2464                 mem = vmalloc(size);
2465
2466         if (mem)
2467                 memset(mem, 0, size);
2468         return mem;
2469 }
2470
2471 /*
2472  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
2473  * (scanning all at force_empty is too costly...)
2474  *
2475  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
2476  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
2477  * it goes down to 0.
2478  *
2479  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
2480  */
2481
2482 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *mem)
2483 {
2484         int node;
2485
2486         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &mem->css);
2487
2488         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
2489                 free_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node);
2490
2491         if (mem_cgroup_size() < PAGE_SIZE)
2492                 kfree(mem);
2493         else
2494                 vfree(mem);
2495 }
2496
2497 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *mem)
2498 {
2499         atomic_inc(&mem->refcnt);
2500 }
2501
2502 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *mem)
2503 {
2504         if (atomic_dec_and_test(&mem->refcnt)) {
2505                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(mem);
2506                 __mem_cgroup_free(mem);
2507                 if (parent)
2508                         mem_cgroup_put(parent);
2509         }
2510 }
2511
2512 /*
2513  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
2514  */
2515 static struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *mem)
2516 {
2517         if (!mem->res.parent)
2518                 return NULL;
2519         return mem_cgroup_from_res_counter(mem->res.parent, res);
2520 }
2521
2522 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
2523 static void __init enable_swap_cgroup(void)
2524 {
2525         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
2526                 do_swap_account = 1;
2527 }
2528 #else
2529 static void __init enable_swap_cgroup(void)
2530 {
2531 }
2532 #endif
2533
2534 static struct cgroup_subsys_state * __ref
2535 mem_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
2536 {
2537         struct mem_cgroup *mem, *parent;
2538         long error = -ENOMEM;
2539         int node;
2540
2541         mem = mem_cgroup_alloc();
2542         if (!mem)
2543                 return ERR_PTR(error);
2544
2545         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
2546                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node))
2547                         goto free_out;
2548         /* root ? */
2549         if (cont->parent == NULL) {
2550                 enable_swap_cgroup();
2551                 parent = NULL;
2552         } else {
2553                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
2554                 mem->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
2555         }
2556
2557         if (parent && parent->use_hierarchy) {
2558                 res_counter_init(&mem->res, &parent->res);
2559                 res_counter_init(&mem->memsw, &parent->memsw);
2560                 /*
2561                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
2562                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
2563                  * This refcnt will be decremented when freeing this
2564                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
2565                  */
2566                 mem_cgroup_get(parent);
2567         } else {
2568                 res_counter_init(&mem->res, NULL);
2569                 res_counter_init(&mem->memsw, NULL);
2570         }
2571         mem->last_scanned_child = 0;
2572         spin_lock_init(&mem->reclaim_param_lock);
2573
2574         if (parent)
2575                 mem->swappiness = get_swappiness(parent);
2576         atomic_set(&mem->refcnt, 1);
2577         return &mem->css;
2578 free_out:
2579         __mem_cgroup_free(mem);
2580         return ERR_PTR(error);
2581 }
2582
2583 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
2584                                         struct cgroup *cont)
2585 {
2586         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
2587
2588         return mem_cgroup_force_empty(mem, false);
2589 }
2590
2591 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
2592                                 struct cgroup *cont)
2593 {
2594         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
2595
2596         mem_cgroup_put(mem);
2597 }
2598
2599 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
2600                                 struct cgroup *cont)
2601 {
2602         int ret;
2603
2604         ret = cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
2605                                 ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
2606
2607         if (!ret)
2608                 ret = register_memsw_files(cont, ss);
2609         return ret;
2610 }
2611
2612 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
2613                                 struct cgroup *cont,
2614                                 struct cgroup *old_cont,
2615                                 struct task_struct *p)
2616 {
2617         mutex_lock(&memcg_tasklist);
2618         /*
2619          * FIXME: It's better to move charges of this process from old
2620          * memcg to new memcg. But it's just on TODO-List now.
2621          */
2622         mutex_unlock(&memcg_tasklist);
2623 }
2624
2625 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
2626         .name = "memory",
2627         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
2628         .create = mem_cgroup_create,
2629         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
2630         .destroy = mem_cgroup_destroy,
2631         .populate = mem_cgroup_populate,
2632         .attach = mem_cgroup_move_task,
2633         .early_init = 0,
2634         .use_id = 1,
2635 };
2636
2637 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
2638
2639 static int __init disable_swap_account(char *s)
2640 {
2641         really_do_swap_account = 0;
2642         return 1;
2643 }
2644 __setup("noswapaccount", disable_swap_account);
2645 #endif