memcg: consolidate memory cgroup lru stat functions
[linux-2.6.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/mutex.h>
37 #include <linux/rbtree.h>
38 #include <linux/shmem_fs.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53
54 #include <asm/uaccess.h>
55
56 #include <trace/events/vmscan.h>
57
58 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
59 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
60 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
61
62 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
63 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
64 int do_swap_account __read_mostly;
65
66 /* for remember boot option*/
67 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
68 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
69 #else
70 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
71 #endif
72
73 #else
74 #define do_swap_account         (0)
75 #endif
76
77
78 /*
79  * Statistics for memory cgroup.
80  */
81 enum mem_cgroup_stat_index {
82         /*
83          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
84          */
85         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
86         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
87         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
88         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
89         MEM_CGROUP_STAT_DATA, /* end of data requires synchronization */
90         MEM_CGROUP_ON_MOVE,     /* someone is moving account between groups */
91         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
92 };
93
94 enum mem_cgroup_events_index {
95         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
96         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
97         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
101 };
102 /*
103  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
104  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
105  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
106  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
107  */
108 enum mem_cgroup_events_target {
109         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
110         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
111         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
112         MEM_CGROUP_NTARGETS,
113 };
114 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET (128)
115 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET (1024)
116 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  (1024)
117
118 struct mem_cgroup_stat_cpu {
119         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
120         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
121         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
122 };
123
124 /*
125  * per-zone information in memory controller.
126  */
127 struct mem_cgroup_per_zone {
128         /*
129          * spin_lock to protect the per cgroup LRU
130          */
131         struct list_head        lists[NR_LRU_LISTS];
132         unsigned long           count[NR_LRU_LISTS];
133
134         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
135         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
136         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
137                                                 /* the soft limit is exceeded*/
138         bool                    on_tree;
139         struct mem_cgroup       *mem;           /* Back pointer, we cannot */
140                                                 /* use container_of        */
141 };
142 /* Macro for accessing counter */
143 #define MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx)       ((mz)->count[(idx)])
144
145 struct mem_cgroup_per_node {
146         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
147 };
148
149 struct mem_cgroup_lru_info {
150         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
151 };
152
153 /*
154  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
155  * their hierarchy representation
156  */
157
158 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
159         struct rb_root rb_root;
160         spinlock_t lock;
161 };
162
163 struct mem_cgroup_tree_per_node {
164         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
165 };
166
167 struct mem_cgroup_tree {
168         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
169 };
170
171 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
172
173 struct mem_cgroup_threshold {
174         struct eventfd_ctx *eventfd;
175         u64 threshold;
176 };
177
178 /* For threshold */
179 struct mem_cgroup_threshold_ary {
180         /* An array index points to threshold just below usage. */
181         int current_threshold;
182         /* Size of entries[] */
183         unsigned int size;
184         /* Array of thresholds */
185         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
186 };
187
188 struct mem_cgroup_thresholds {
189         /* Primary thresholds array */
190         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
191         /*
192          * Spare threshold array.
193          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
194          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
195          */
196         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
197 };
198
199 /* for OOM */
200 struct mem_cgroup_eventfd_list {
201         struct list_head list;
202         struct eventfd_ctx *eventfd;
203 };
204
205 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *mem);
206 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *mem);
207
208 /*
209  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
210  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
211  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
212  * to help the administrator determine what knobs to tune.
213  *
214  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
215  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
216  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
217  * a feature that will be implemented much later in the future.
218  */
219 struct mem_cgroup {
220         struct cgroup_subsys_state css;
221         /*
222          * the counter to account for memory usage
223          */
224         struct res_counter res;
225         /*
226          * the counter to account for mem+swap usage.
227          */
228         struct res_counter memsw;
229         /*
230          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
231          * per zone LRU lists.
232          */
233         struct mem_cgroup_lru_info info;
234         /*
235          * While reclaiming in a hierarchy, we cache the last child we
236          * reclaimed from.
237          */
238         int last_scanned_child;
239         int last_scanned_node;
240 #if MAX_NUMNODES > 1
241         nodemask_t      scan_nodes;
242         atomic_t        numainfo_events;
243         atomic_t        numainfo_updating;
244 #endif
245         /*
246          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
247          */
248         bool use_hierarchy;
249         atomic_t        oom_lock;
250         atomic_t        refcnt;
251
252         int     swappiness;
253         /* OOM-Killer disable */
254         int             oom_kill_disable;
255
256         /* set when res.limit == memsw.limit */
257         bool            memsw_is_minimum;
258
259         /* protect arrays of thresholds */
260         struct mutex thresholds_lock;
261
262         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
263         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
264
265         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
266         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
267
268         /* For oom notifier event fd */
269         struct list_head oom_notify;
270
271         /*
272          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
273          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
274          */
275         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
276         /*
277          * percpu counter.
278          */
279         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
280         /*
281          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
282          * See mem_cgroup_read_stat().
283          */
284         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
285         spinlock_t pcp_counter_lock;
286 };
287
288 /* Stuffs for move charges at task migration. */
289 /*
290  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
291  * left-shifted bitmap of these types.
292  */
293 enum move_type {
294         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
295         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
296         NR_MOVE_TYPE,
297 };
298
299 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
300 static struct move_charge_struct {
301         spinlock_t        lock; /* for from, to */
302         struct mem_cgroup *from;
303         struct mem_cgroup *to;
304         unsigned long precharge;
305         unsigned long moved_charge;
306         unsigned long moved_swap;
307         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
308         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
309 } mc = {
310         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
311         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
312 };
313
314 static bool move_anon(void)
315 {
316         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
317                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
318 }
319
320 static bool move_file(void)
321 {
322         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
323                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
324 }
325
326 /*
327  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
328  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
329  */
330 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
331 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
332
333 enum charge_type {
334         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
335         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
336         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
337         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
338         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
339         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
340         NR_CHARGE_TYPE,
341 };
342
343 /* for encoding cft->private value on file */
344 #define _MEM                    (0)
345 #define _MEMSWAP                (1)
346 #define _OOM_TYPE               (2)
347 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
348 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
349 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
350 /* Used for OOM nofiier */
351 #define OOM_CONTROL             (0)
352
353 /*
354  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
355  */
356 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
357 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
358 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
359 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
360 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT_BIT     0x2
361 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT         (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT_BIT)
362
363 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *mem);
364 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *mem);
365 static struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *mem);
366 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *mem);
367
368 static struct mem_cgroup_per_zone *
369 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *mem, int nid, int zid)
370 {
371         return &mem->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
372 }
373
374 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *mem)
375 {
376         return &mem->css;
377 }
378
379 static struct mem_cgroup_per_zone *
380 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *mem, struct page *page)
381 {
382         int nid = page_to_nid(page);
383         int zid = page_zonenum(page);
384
385         return mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
386 }
387
388 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
389 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
390 {
391         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
392 }
393
394 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
395 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
396 {
397         int nid = page_to_nid(page);
398         int zid = page_zonenum(page);
399
400         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
401 }
402
403 static void
404 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *mem,
405                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
406                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
407                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
408 {
409         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
410         struct rb_node *parent = NULL;
411         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
412
413         if (mz->on_tree)
414                 return;
415
416         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
417         if (!mz->usage_in_excess)
418                 return;
419         while (*p) {
420                 parent = *p;
421                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
422                                         tree_node);
423                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
424                         p = &(*p)->rb_left;
425                 /*
426                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
427                  * limit by the same amount
428                  */
429                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
430                         p = &(*p)->rb_right;
431         }
432         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
433         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
434         mz->on_tree = true;
435 }
436
437 static void
438 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *mem,
439                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
440                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
441 {
442         if (!mz->on_tree)
443                 return;
444         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
445         mz->on_tree = false;
446 }
447
448 static void
449 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *mem,
450                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
451                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
452 {
453         spin_lock(&mctz->lock);
454         __mem_cgroup_remove_exceeded(mem, mz, mctz);
455         spin_unlock(&mctz->lock);
456 }
457
458
459 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *mem, struct page *page)
460 {
461         unsigned long long excess;
462         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
463         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
464         int nid = page_to_nid(page);
465         int zid = page_zonenum(page);
466         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
467
468         /*
469          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
470          * because their event counter is not touched.
471          */
472         for (; mem; mem = parent_mem_cgroup(mem)) {
473                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
474                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mem->res);
475                 /*
476                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
477                  * mem is over its softlimit.
478                  */
479                 if (excess || mz->on_tree) {
480                         spin_lock(&mctz->lock);
481                         /* if on-tree, remove it */
482                         if (mz->on_tree)
483                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mem, mz, mctz);
484                         /*
485                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
486                          * If excess is 0, no tree ops.
487                          */
488                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mem, mz, mctz, excess);
489                         spin_unlock(&mctz->lock);
490                 }
491         }
492 }
493
494 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *mem)
495 {
496         int node, zone;
497         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
498         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
499
500         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
501                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
502                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, node, zone);
503                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
504                         mem_cgroup_remove_exceeded(mem, mz, mctz);
505                 }
506         }
507 }
508
509 static struct mem_cgroup_per_zone *
510 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
511 {
512         struct rb_node *rightmost = NULL;
513         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
514
515 retry:
516         mz = NULL;
517         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
518         if (!rightmost)
519                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
520
521         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
522         /*
523          * Remove the node now but someone else can add it back,
524          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
525          * position in the tree.
526          */
527         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
528         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res) ||
529                 !css_tryget(&mz->mem->css))
530                 goto retry;
531 done:
532         return mz;
533 }
534
535 static struct mem_cgroup_per_zone *
536 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
537 {
538         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
539
540         spin_lock(&mctz->lock);
541         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
542         spin_unlock(&mctz->lock);
543         return mz;
544 }
545
546 /*
547  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
548  *
549  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
550  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
551  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
552  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
553  *
554  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
555  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
556  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
557  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
558  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
559  *
560  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
561  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
562  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
563  * implemented.
564  */
565 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *mem,
566                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
567 {
568         long val = 0;
569         int cpu;
570
571         get_online_cpus();
572         for_each_online_cpu(cpu)
573                 val += per_cpu(mem->stat->count[idx], cpu);
574 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
575         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
576         val += mem->nocpu_base.count[idx];
577         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
578 #endif
579         put_online_cpus();
580         return val;
581 }
582
583 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *mem,
584                                          bool charge)
585 {
586         int val = (charge) ? 1 : -1;
587         this_cpu_add(mem->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
588 }
589
590 void mem_cgroup_pgfault(struct mem_cgroup *mem, int val)
591 {
592         this_cpu_add(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT], val);
593 }
594
595 void mem_cgroup_pgmajfault(struct mem_cgroup *mem, int val)
596 {
597         this_cpu_add(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT], val);
598 }
599
600 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *mem,
601                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
602 {
603         unsigned long val = 0;
604         int cpu;
605
606         for_each_online_cpu(cpu)
607                 val += per_cpu(mem->stat->events[idx], cpu);
608 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
609         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
610         val += mem->nocpu_base.events[idx];
611         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
612 #endif
613         return val;
614 }
615
616 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *mem,
617                                          bool file, int nr_pages)
618 {
619         preempt_disable();
620
621         if (file)
622                 __this_cpu_add(mem->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_pages);
623         else
624                 __this_cpu_add(mem->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_pages);
625
626         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
627         if (nr_pages > 0)
628                 __this_cpu_inc(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
629         else {
630                 __this_cpu_inc(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
631                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
632         }
633
634         __this_cpu_add(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
635
636         preempt_enable();
637 }
638
639 unsigned long
640 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *mem, int nid, int zid,
641                         unsigned int lru_mask)
642 {
643         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
644         enum lru_list l;
645         unsigned long ret = 0;
646
647         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
648
649         for_each_lru(l) {
650                 if (BIT(l) & lru_mask)
651                         ret += MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, l);
652         }
653         return ret;
654 }
655
656 static unsigned long
657 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *mem,
658                         int nid, unsigned int lru_mask)
659 {
660         u64 total = 0;
661         int zid;
662
663         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
664                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(mem, nid, zid, lru_mask);
665
666         return total;
667 }
668
669 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *mem,
670                         unsigned int lru_mask)
671 {
672         int nid;
673         u64 total = 0;
674
675         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
676                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem, nid, lru_mask);
677         return total;
678 }
679
680 static bool __memcg_event_check(struct mem_cgroup *mem, int target)
681 {
682         unsigned long val, next;
683
684         val = this_cpu_read(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
685         next = this_cpu_read(mem->stat->targets[target]);
686         /* from time_after() in jiffies.h */
687         return ((long)next - (long)val < 0);
688 }
689
690 static void __mem_cgroup_target_update(struct mem_cgroup *mem, int target)
691 {
692         unsigned long val, next;
693
694         val = this_cpu_read(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
695
696         switch (target) {
697         case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
698                 next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
699                 break;
700         case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
701                 next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
702                 break;
703         case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
704                 next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
705                 break;
706         default:
707                 return;
708         }
709
710         this_cpu_write(mem->stat->targets[target], next);
711 }
712
713 /*
714  * Check events in order.
715  *
716  */
717 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *mem, struct page *page)
718 {
719         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
720         if (unlikely(__memcg_event_check(mem, MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
721                 mem_cgroup_threshold(mem);
722                 __mem_cgroup_target_update(mem, MEM_CGROUP_TARGET_THRESH);
723                 if (unlikely(__memcg_event_check(mem,
724                              MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT))) {
725                         mem_cgroup_update_tree(mem, page);
726                         __mem_cgroup_target_update(mem,
727                                                    MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
728                 }
729 #if MAX_NUMNODES > 1
730                 if (unlikely(__memcg_event_check(mem,
731                         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO))) {
732                         atomic_inc(&mem->numainfo_events);
733                         __mem_cgroup_target_update(mem,
734                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
735                 }
736 #endif
737         }
738 }
739
740 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
741 {
742         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
743                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
744                                 css);
745 }
746
747 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
748 {
749         /*
750          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
751          * if it races with swapoff, page migration, etc.
752          * So this can be called with p == NULL.
753          */
754         if (unlikely(!p))
755                 return NULL;
756
757         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
758                                 struct mem_cgroup, css);
759 }
760
761 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
762 {
763         struct mem_cgroup *mem = NULL;
764
765         if (!mm)
766                 return NULL;
767         /*
768          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
769          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
770          * pessimistic (rather than adding locks here).
771          */
772         rcu_read_lock();
773         do {
774                 mem = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
775                 if (unlikely(!mem))
776                         break;
777         } while (!css_tryget(&mem->css));
778         rcu_read_unlock();
779         return mem;
780 }
781
782 /* The caller has to guarantee "mem" exists before calling this */
783 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_start_loop(struct mem_cgroup *mem)
784 {
785         struct cgroup_subsys_state *css;
786         int found;
787
788         if (!mem) /* ROOT cgroup has the smallest ID */
789                 return root_mem_cgroup; /*css_put/get against root is ignored*/
790         if (!mem->use_hierarchy) {
791                 if (css_tryget(&mem->css))
792                         return mem;
793                 return NULL;
794         }
795         rcu_read_lock();
796         /*
797          * searching a memory cgroup which has the smallest ID under given
798          * ROOT cgroup. (ID >= 1)
799          */
800         css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, 1, &mem->css, &found);
801         if (css && css_tryget(css))
802                 mem = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
803         else
804                 mem = NULL;
805         rcu_read_unlock();
806         return mem;
807 }
808
809 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_next(struct mem_cgroup *iter,
810                                         struct mem_cgroup *root,
811                                         bool cond)
812 {
813         int nextid = css_id(&iter->css) + 1;
814         int found;
815         int hierarchy_used;
816         struct cgroup_subsys_state *css;
817
818         hierarchy_used = iter->use_hierarchy;
819
820         css_put(&iter->css);
821         /* If no ROOT, walk all, ignore hierarchy */
822         if (!cond || (root && !hierarchy_used))
823                 return NULL;
824
825         if (!root)
826                 root = root_mem_cgroup;
827
828         do {
829                 iter = NULL;
830                 rcu_read_lock();
831
832                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, nextid,
833                                 &root->css, &found);
834                 if (css && css_tryget(css))
835                         iter = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
836                 rcu_read_unlock();
837                 /* If css is NULL, no more cgroups will be found */
838                 nextid = found + 1;
839         } while (css && !iter);
840
841         return iter;
842 }
843 /*
844  * for_eacn_mem_cgroup_tree() for visiting all cgroup under tree. Please
845  * be careful that "break" loop is not allowed. We have reference count.
846  * Instead of that modify "cond" to be false and "continue" to exit the loop.
847  */
848 #define for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, root, cond) \
849         for (iter = mem_cgroup_start_loop(root);\
850              iter != NULL;\
851              iter = mem_cgroup_get_next(iter, root, cond))
852
853 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root) \
854         for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, root, true)
855
856 #define for_each_mem_cgroup_all(iter) \
857         for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, NULL, true)
858
859
860 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *mem)
861 {
862         return (mem == root_mem_cgroup);
863 }
864
865 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
866 {
867         struct mem_cgroup *mem;
868
869         if (!mm)
870                 return;
871
872         rcu_read_lock();
873         mem = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
874         if (unlikely(!mem))
875                 goto out;
876
877         switch (idx) {
878         case PGMAJFAULT:
879                 mem_cgroup_pgmajfault(mem, 1);
880                 break;
881         case PGFAULT:
882                 mem_cgroup_pgfault(mem, 1);
883                 break;
884         default:
885                 BUG();
886         }
887 out:
888         rcu_read_unlock();
889 }
890 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
891
892 /*
893  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
894  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
895  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
896  *
897  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
898  * 1. charge
899  * 2. moving account
900  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
901  * It is added to LRU before charge.
902  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
903  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
904  */
905
906 void mem_cgroup_del_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
907 {
908         struct page_cgroup *pc;
909         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
910
911         if (mem_cgroup_disabled())
912                 return;
913         pc = lookup_page_cgroup(page);
914         /* can happen while we handle swapcache. */
915         if (!TestClearPageCgroupAcctLRU(pc))
916                 return;
917         VM_BUG_ON(!pc->mem_cgroup);
918         /*
919          * We don't check PCG_USED bit. It's cleared when the "page" is finally
920          * removed from global LRU.
921          */
922         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
923         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
924         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1 << compound_order(page);
925         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
926                 return;
927         VM_BUG_ON(list_empty(&pc->lru));
928         list_del_init(&pc->lru);
929 }
930
931 void mem_cgroup_del_lru(struct page *page)
932 {
933         mem_cgroup_del_lru_list(page, page_lru(page));
934 }
935
936 /*
937  * Writeback is about to end against a page which has been marked for immediate
938  * reclaim.  If it still appears to be reclaimable, move it to the tail of the
939  * inactive list.
940  */
941 void mem_cgroup_rotate_reclaimable_page(struct page *page)
942 {
943         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
944         struct page_cgroup *pc;
945         enum lru_list lru = page_lru(page);
946
947         if (mem_cgroup_disabled())
948                 return;
949
950         pc = lookup_page_cgroup(page);
951         /* unused or root page is not rotated. */
952         if (!PageCgroupUsed(pc))
953                 return;
954         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
955         smp_rmb();
956         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
957                 return;
958         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
959         list_move_tail(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
960 }
961
962 void mem_cgroup_rotate_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
963 {
964         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
965         struct page_cgroup *pc;
966
967         if (mem_cgroup_disabled())
968                 return;
969
970         pc = lookup_page_cgroup(page);
971         /* unused or root page is not rotated. */
972         if (!PageCgroupUsed(pc))
973                 return;
974         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
975         smp_rmb();
976         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
977                 return;
978         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
979         list_move(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
980 }
981
982 void mem_cgroup_add_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
983 {
984         struct page_cgroup *pc;
985         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
986
987         if (mem_cgroup_disabled())
988                 return;
989         pc = lookup_page_cgroup(page);
990         VM_BUG_ON(PageCgroupAcctLRU(pc));
991         if (!PageCgroupUsed(pc))
992                 return;
993         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
994         smp_rmb();
995         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
996         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
997         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) += 1 << compound_order(page);
998         SetPageCgroupAcctLRU(pc);
999         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
1000                 return;
1001         list_add(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
1002 }
1003
1004 /*
1005  * At handling SwapCache and other FUSE stuff, pc->mem_cgroup may be changed
1006  * while it's linked to lru because the page may be reused after it's fully
1007  * uncharged. To handle that, unlink page_cgroup from LRU when charge it again.
1008  * It's done under lock_page and expected that zone->lru_lock isnever held.
1009  */
1010 static void mem_cgroup_lru_del_before_commit(struct page *page)
1011 {
1012         unsigned long flags;
1013         struct zone *zone = page_zone(page);
1014         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1015
1016         /*
1017          * Doing this check without taking ->lru_lock seems wrong but this
1018          * is safe. Because if page_cgroup's USED bit is unset, the page
1019          * will not be added to any memcg's LRU. If page_cgroup's USED bit is
1020          * set, the commit after this will fail, anyway.
1021          * This all charge/uncharge is done under some mutual execustion.
1022          * So, we don't need to taking care of changes in USED bit.
1023          */
1024         if (likely(!PageLRU(page)))
1025                 return;
1026
1027         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1028         /*
1029          * Forget old LRU when this page_cgroup is *not* used. This Used bit
1030          * is guarded by lock_page() because the page is SwapCache.
1031          */
1032         if (!PageCgroupUsed(pc))
1033                 mem_cgroup_del_lru_list(page, page_lru(page));
1034         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1035 }
1036
1037 static void mem_cgroup_lru_add_after_commit(struct page *page)
1038 {
1039         unsigned long flags;
1040         struct zone *zone = page_zone(page);
1041         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1042
1043         /* taking care of that the page is added to LRU while we commit it */
1044         if (likely(!PageLRU(page)))
1045                 return;
1046         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1047         /* link when the page is linked to LRU but page_cgroup isn't */
1048         if (PageLRU(page) && !PageCgroupAcctLRU(pc))
1049                 mem_cgroup_add_lru_list(page, page_lru(page));
1050         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1051 }
1052
1053
1054 void mem_cgroup_move_lists(struct page *page,
1055                            enum lru_list from, enum lru_list to)
1056 {
1057         if (mem_cgroup_disabled())
1058                 return;
1059         mem_cgroup_del_lru_list(page, from);
1060         mem_cgroup_add_lru_list(page, to);
1061 }
1062
1063 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *mem)
1064 {
1065         int ret;
1066         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1067         struct task_struct *p;
1068
1069         p = find_lock_task_mm(task);
1070         if (!p)
1071                 return 0;
1072         curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1073         task_unlock(p);
1074         if (!curr)
1075                 return 0;
1076         /*
1077          * We should check use_hierarchy of "mem" not "curr". Because checking
1078          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1079          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "mem" in *cgroup*
1080          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "mem").
1081          */
1082         if (mem->use_hierarchy)
1083                 ret = css_is_ancestor(&curr->css, &mem->css);
1084         else
1085                 ret = (curr == mem);
1086         css_put(&curr->css);
1087         return ret;
1088 }
1089
1090 static int calc_inactive_ratio(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *present_pages)
1091 {
1092         unsigned long active;
1093         unsigned long inactive;
1094         unsigned long gb;
1095         unsigned long inactive_ratio;
1096
1097         inactive = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1098         active = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1099
1100         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1101         if (gb)
1102                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1103         else
1104                 inactive_ratio = 1;
1105
1106         if (present_pages) {
1107                 present_pages[0] = inactive;
1108                 present_pages[1] = active;
1109         }
1110
1111         return inactive_ratio;
1112 }
1113
1114 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg)
1115 {
1116         unsigned long active;
1117         unsigned long inactive;
1118         unsigned long present_pages[2];
1119         unsigned long inactive_ratio;
1120
1121         inactive_ratio = calc_inactive_ratio(memcg, present_pages);
1122
1123         inactive = present_pages[0];
1124         active = present_pages[1];
1125
1126         if (inactive * inactive_ratio < active)
1127                 return 1;
1128
1129         return 0;
1130 }
1131
1132 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg)
1133 {
1134         unsigned long active;
1135         unsigned long inactive;
1136
1137         inactive = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1138         active = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1139
1140         return (active > inactive);
1141 }
1142
1143 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1144                                                       struct zone *zone)
1145 {
1146         int nid = zone_to_nid(zone);
1147         int zid = zone_idx(zone);
1148         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1149
1150         return &mz->reclaim_stat;
1151 }
1152
1153 struct zone_reclaim_stat *
1154 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1155 {
1156         struct page_cgroup *pc;
1157         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1158
1159         if (mem_cgroup_disabled())
1160                 return NULL;
1161
1162         pc = lookup_page_cgroup(page);
1163         if (!PageCgroupUsed(pc))
1164                 return NULL;
1165         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1166         smp_rmb();
1167         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1168         return &mz->reclaim_stat;
1169 }
1170
1171 unsigned long mem_cgroup_isolate_pages(unsigned long nr_to_scan,
1172                                         struct list_head *dst,
1173                                         unsigned long *scanned, int order,
1174                                         int mode, struct zone *z,
1175                                         struct mem_cgroup *mem_cont,
1176                                         int active, int file)
1177 {
1178         unsigned long nr_taken = 0;
1179         struct page *page;
1180         unsigned long scan;
1181         LIST_HEAD(pc_list);
1182         struct list_head *src;
1183         struct page_cgroup *pc, *tmp;
1184         int nid = zone_to_nid(z);
1185         int zid = zone_idx(z);
1186         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1187         int lru = LRU_FILE * file + active;
1188         int ret;
1189
1190         BUG_ON(!mem_cont);
1191         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
1192         src = &mz->lists[lru];
1193
1194         scan = 0;
1195         list_for_each_entry_safe_reverse(pc, tmp, src, lru) {
1196                 if (scan >= nr_to_scan)
1197                         break;
1198
1199                 if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
1200                         continue;
1201
1202                 page = lookup_cgroup_page(pc);
1203
1204                 if (unlikely(!PageLRU(page)))
1205                         continue;
1206
1207                 scan++;
1208                 ret = __isolate_lru_page(page, mode, file);
1209                 switch (ret) {
1210                 case 0:
1211                         list_move(&page->lru, dst);
1212                         mem_cgroup_del_lru(page);
1213                         nr_taken += hpage_nr_pages(page);
1214                         break;
1215                 case -EBUSY:
1216                         /* we don't affect global LRU but rotate in our LRU */
1217                         mem_cgroup_rotate_lru_list(page, page_lru(page));
1218                         break;
1219                 default:
1220                         break;
1221                 }
1222         }
1223
1224         *scanned = scan;
1225
1226         trace_mm_vmscan_memcg_isolate(0, nr_to_scan, scan, nr_taken,
1227                                       0, 0, 0, mode);
1228
1229         return nr_taken;
1230 }
1231
1232 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1233         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1234
1235 /**
1236  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1237  * @mem: the memory cgroup
1238  *
1239  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1240  * pages.
1241  */
1242 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *mem)
1243 {
1244         unsigned long long margin;
1245
1246         margin = res_counter_margin(&mem->res);
1247         if (do_swap_account)
1248                 margin = min(margin, res_counter_margin(&mem->memsw));
1249         return margin >> PAGE_SHIFT;
1250 }
1251
1252 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1253 {
1254         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1255
1256         /* root ? */
1257         if (cgrp->parent == NULL)
1258                 return vm_swappiness;
1259
1260         return memcg->swappiness;
1261 }
1262
1263 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *mem)
1264 {
1265         int cpu;
1266
1267         get_online_cpus();
1268         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
1269         for_each_online_cpu(cpu)
1270                 per_cpu(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) += 1;
1271         mem->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] += 1;
1272         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
1273         put_online_cpus();
1274
1275         synchronize_rcu();
1276 }
1277
1278 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *mem)
1279 {
1280         int cpu;
1281
1282         if (!mem)
1283                 return;
1284         get_online_cpus();
1285         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
1286         for_each_online_cpu(cpu)
1287                 per_cpu(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) -= 1;
1288         mem->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] -= 1;
1289         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
1290         put_online_cpus();
1291 }
1292 /*
1293  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1294  *
1295  * mem_cgroup_stealed() - checking a cgroup is mc.from or not. This is used
1296  *                        for avoiding race in accounting. If true,
1297  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1298  *
1299  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1300  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1301  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1302  */
1303
1304 static bool mem_cgroup_stealed(struct mem_cgroup *mem)
1305 {
1306         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1307         return this_cpu_read(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE]) > 0;
1308 }
1309
1310 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *mem)
1311 {
1312         struct mem_cgroup *from;
1313         struct mem_cgroup *to;
1314         bool ret = false;
1315         /*
1316          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1317          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1318          */
1319         spin_lock(&mc.lock);
1320         from = mc.from;
1321         to = mc.to;
1322         if (!from)
1323                 goto unlock;
1324         if (from == mem || to == mem
1325             || (mem->use_hierarchy && css_is_ancestor(&from->css, &mem->css))
1326             || (mem->use_hierarchy && css_is_ancestor(&to->css, &mem->css)))
1327                 ret = true;
1328 unlock:
1329         spin_unlock(&mc.lock);
1330         return ret;
1331 }
1332
1333 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *mem)
1334 {
1335         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1336                 if (mem_cgroup_under_move(mem)) {
1337                         DEFINE_WAIT(wait);
1338                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1339                         /* moving charge context might have finished. */
1340                         if (mc.moving_task)
1341                                 schedule();
1342                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1343                         return true;
1344                 }
1345         }
1346         return false;
1347 }
1348
1349 /**
1350  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1351  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1352  * @p: Task that is going to be killed
1353  *
1354  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1355  * enabled
1356  */
1357 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1358 {
1359         struct cgroup *task_cgrp;
1360         struct cgroup *mem_cgrp;
1361         /*
1362          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1363          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1364          * If this assumption is broken, revisit this code.
1365          */
1366         static char memcg_name[PATH_MAX];
1367         int ret;
1368
1369         if (!memcg || !p)
1370                 return;
1371
1372
1373         rcu_read_lock();
1374
1375         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1376         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1377
1378         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1379         if (ret < 0) {
1380                 /*
1381                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1382                  * But we'll still print out the usage information
1383                  */
1384                 rcu_read_unlock();
1385                 goto done;
1386         }
1387         rcu_read_unlock();
1388
1389         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1390
1391         rcu_read_lock();
1392         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1393         if (ret < 0) {
1394                 rcu_read_unlock();
1395                 goto done;
1396         }
1397         rcu_read_unlock();
1398
1399         /*
1400          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1401          */
1402         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1403 done:
1404
1405         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1406                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1407                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1408                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1409         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1410                 "failcnt %llu\n",
1411                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1412                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1413                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1414 }
1415
1416 /*
1417  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1418  * 1(self count) if no children.
1419  */
1420 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *mem)
1421 {
1422         int num = 0;
1423         struct mem_cgroup *iter;
1424
1425         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
1426                 num++;
1427         return num;
1428 }
1429
1430 /*
1431  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1432  */
1433 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1434 {
1435         u64 limit;
1436         u64 memsw;
1437
1438         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1439         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1440
1441         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1442         /*
1443          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1444          * to this memcg, return that limit.
1445          */
1446         return min(limit, memsw);
1447 }
1448
1449 /*
1450  * Visit the first child (need not be the first child as per the ordering
1451  * of the cgroup list, since we track last_scanned_child) of @mem and use
1452  * that to reclaim free pages from.
1453  */
1454 static struct mem_cgroup *
1455 mem_cgroup_select_victim(struct mem_cgroup *root_mem)
1456 {
1457         struct mem_cgroup *ret = NULL;
1458         struct cgroup_subsys_state *css;
1459         int nextid, found;
1460
1461         if (!root_mem->use_hierarchy) {
1462                 css_get(&root_mem->css);
1463                 ret = root_mem;
1464         }
1465
1466         while (!ret) {
1467                 rcu_read_lock();
1468                 nextid = root_mem->last_scanned_child + 1;
1469                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, nextid, &root_mem->css,
1470                                    &found);
1471                 if (css && css_tryget(css))
1472                         ret = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
1473
1474                 rcu_read_unlock();
1475                 /* Updates scanning parameter */
1476                 if (!css) {
1477                         /* this means start scan from ID:1 */
1478                         root_mem->last_scanned_child = 0;
1479                 } else
1480                         root_mem->last_scanned_child = found;
1481         }
1482
1483         return ret;
1484 }
1485
1486 /**
1487  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1488  * @mem: the target memcg
1489  * @nid: the node ID to be checked.
1490  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1491  *
1492  * This function returns whether the specified memcg contains any
1493  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1494  * pages in the node.
1495  */
1496 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *mem,
1497                 int nid, bool noswap)
1498 {
1499         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem, nid, LRU_ALL_FILE))
1500                 return true;
1501         if (noswap || !total_swap_pages)
1502                 return false;
1503         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem, nid, LRU_ALL_ANON))
1504                 return true;
1505         return false;
1506
1507 }
1508 #if MAX_NUMNODES > 1
1509
1510 /*
1511  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1512  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1513  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1514  *
1515  */
1516 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *mem)
1517 {
1518         int nid;
1519         /*
1520          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1521          * pagein/pageout changes since the last update.
1522          */
1523         if (!atomic_read(&mem->numainfo_events))
1524                 return;
1525         if (atomic_inc_return(&mem->numainfo_updating) > 1)
1526                 return;
1527
1528         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1529         mem->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1530
1531         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1532
1533                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(mem, nid, false))
1534                         node_clear(nid, mem->scan_nodes);
1535         }
1536
1537         atomic_set(&mem->numainfo_events, 0);
1538         atomic_set(&mem->numainfo_updating, 0);
1539 }
1540
1541 /*
1542  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1543  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1544  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1545  *
1546  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1547  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1548  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1549  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1550  *
1551  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1552  */
1553 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *mem)
1554 {
1555         int node;
1556
1557         mem_cgroup_may_update_nodemask(mem);
1558         node = mem->last_scanned_node;
1559
1560         node = next_node(node, mem->scan_nodes);
1561         if (node == MAX_NUMNODES)
1562                 node = first_node(mem->scan_nodes);
1563         /*
1564          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1565          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1566          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1567          * we use curret node.
1568          */
1569         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1570                 node = numa_node_id();
1571
1572         mem->last_scanned_node = node;
1573         return node;
1574 }
1575
1576 /*
1577  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1578  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1579  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1580  * enough new information. We need to do double check.
1581  */
1582 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *mem, bool noswap)
1583 {
1584         int nid;
1585
1586         /*
1587          * quick check...making use of scan_node.
1588          * We can skip unused nodes.
1589          */
1590         if (!nodes_empty(mem->scan_nodes)) {
1591                 for (nid = first_node(mem->scan_nodes);
1592                      nid < MAX_NUMNODES;
1593                      nid = next_node(nid, mem->scan_nodes)) {
1594
1595                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(mem, nid, noswap))
1596                                 return true;
1597                 }
1598         }
1599         /*
1600          * Check rest of nodes.
1601          */
1602         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1603                 if (node_isset(nid, mem->scan_nodes))
1604                         continue;
1605                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(mem, nid, noswap))
1606                         return true;
1607         }
1608         return false;
1609 }
1610
1611 #else
1612 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *mem)
1613 {
1614         return 0;
1615 }
1616
1617 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *mem, bool noswap)
1618 {
1619         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(mem, 0, noswap);
1620 }
1621 #endif
1622
1623 /*
1624  * Scan the hierarchy if needed to reclaim memory. We remember the last child
1625  * we reclaimed from, so that we don't end up penalizing one child extensively
1626  * based on its position in the children list.
1627  *
1628  * root_mem is the original ancestor that we've been reclaim from.
1629  *
1630  * We give up and return to the caller when we visit root_mem twice.
1631  * (other groups can be removed while we're walking....)
1632  *
1633  * If shrink==true, for avoiding to free too much, this returns immedieately.
1634  */
1635 static int mem_cgroup_hierarchical_reclaim(struct mem_cgroup *root_mem,
1636                                                 struct zone *zone,
1637                                                 gfp_t gfp_mask,
1638                                                 unsigned long reclaim_options,
1639                                                 unsigned long *total_scanned)
1640 {
1641         struct mem_cgroup *victim;
1642         int ret, total = 0;
1643         int loop = 0;
1644         bool noswap = reclaim_options & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
1645         bool shrink = reclaim_options & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK;
1646         bool check_soft = reclaim_options & MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT;
1647         unsigned long excess;
1648         unsigned long nr_scanned;
1649
1650         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_mem->res) >> PAGE_SHIFT;
1651
1652         /* If memsw_is_minimum==1, swap-out is of-no-use. */
1653         if (!check_soft && root_mem->memsw_is_minimum)
1654                 noswap = true;
1655
1656         while (1) {
1657                 victim = mem_cgroup_select_victim(root_mem);
1658                 if (victim == root_mem) {
1659                         loop++;
1660                         /*
1661                          * We are not draining per cpu cached charges during
1662                          * soft limit reclaim  because global reclaim doesn't
1663                          * care about charges. It tries to free some memory and
1664                          * charges will not give any.
1665                          */
1666                         if (!check_soft && loop >= 1)
1667                                 drain_all_stock_async(root_mem);
1668                         if (loop >= 2) {
1669                                 /*
1670                                  * If we have not been able to reclaim
1671                                  * anything, it might because there are
1672                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1673                                  */
1674                                 if (!check_soft || !total) {
1675                                         css_put(&victim->css);
1676                                         break;
1677                                 }
1678                                 /*
1679                                  * We want to do more targeted reclaim.
1680                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1681                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1682                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1683                                  */
1684                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1685                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS)) {
1686                                         css_put(&victim->css);
1687                                         break;
1688                                 }
1689                         }
1690                 }
1691                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, noswap)) {
1692                         /* this cgroup's local usage == 0 */
1693                         css_put(&victim->css);
1694                         continue;
1695                 }
1696                 /* we use swappiness of local cgroup */
1697                 if (check_soft) {
1698                         ret = mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask,
1699                                 noswap, zone, &nr_scanned);
1700                         *total_scanned += nr_scanned;
1701                 } else
1702                         ret = try_to_free_mem_cgroup_pages(victim, gfp_mask,
1703                                                 noswap);
1704                 css_put(&victim->css);
1705                 /*
1706                  * At shrinking usage, we can't check we should stop here or
1707                  * reclaim more. It's depends on callers. last_scanned_child
1708                  * will work enough for keeping fairness under tree.
1709                  */
1710                 if (shrink)
1711                         return ret;
1712                 total += ret;
1713                 if (check_soft) {
1714                         if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_mem->res))
1715                                 return total;
1716                 } else if (mem_cgroup_margin(root_mem))
1717                         return total;
1718         }
1719         return total;
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1724  * If someone is running, return false.
1725  */
1726 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *mem)
1727 {
1728         int x, lock_count = 0;
1729         struct mem_cgroup *iter;
1730
1731         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem) {
1732                 x = atomic_inc_return(&iter->oom_lock);
1733                 lock_count = max(x, lock_count);
1734         }
1735
1736         if (lock_count == 1)
1737                 return true;
1738         return false;
1739 }
1740
1741 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *mem)
1742 {
1743         struct mem_cgroup *iter;
1744
1745         /*
1746          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1747          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1748          * atomic_add_unless() here.
1749          */
1750         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
1751                 atomic_add_unless(&iter->oom_lock, -1, 0);
1752         return 0;
1753 }
1754
1755
1756 static DEFINE_MUTEX(memcg_oom_mutex);
1757 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1758
1759 struct oom_wait_info {
1760         struct mem_cgroup *mem;
1761         wait_queue_t    wait;
1762 };
1763
1764 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1765         unsigned mode, int sync, void *arg)
1766 {
1767         struct mem_cgroup *wake_mem = (struct mem_cgroup *)arg;
1768         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1769
1770         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1771
1772         if (oom_wait_info->mem == wake_mem)
1773                 goto wakeup;
1774         /* if no hierarchy, no match */
1775         if (!oom_wait_info->mem->use_hierarchy || !wake_mem->use_hierarchy)
1776                 return 0;
1777         /*
1778          * Both of oom_wait_info->mem and wake_mem are stable under us.
1779          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1780          */
1781         if (!css_is_ancestor(&oom_wait_info->mem->css, &wake_mem->css) &&
1782             !css_is_ancestor(&wake_mem->css, &oom_wait_info->mem->css))
1783                 return 0;
1784
1785 wakeup:
1786         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1787 }
1788
1789 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *mem)
1790 {
1791         /* for filtering, pass "mem" as argument. */
1792         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, mem);
1793 }
1794
1795 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *mem)
1796 {
1797         if (mem && atomic_read(&mem->oom_lock))
1798                 memcg_wakeup_oom(mem);
1799 }
1800
1801 /*
1802  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1803  */
1804 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *mem, gfp_t mask)
1805 {
1806         struct oom_wait_info owait;
1807         bool locked, need_to_kill;
1808
1809         owait.mem = mem;
1810         owait.wait.flags = 0;
1811         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1812         owait.wait.private = current;
1813         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1814         need_to_kill = true;
1815         /* At first, try to OOM lock hierarchy under mem.*/
1816         mutex_lock(&memcg_oom_mutex);
1817         locked = mem_cgroup_oom_lock(mem);
1818         /*
1819          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1820          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1821          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1822          */
1823         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1824         if (!locked || mem->oom_kill_disable)
1825                 need_to_kill = false;
1826         if (locked)
1827                 mem_cgroup_oom_notify(mem);
1828         mutex_unlock(&memcg_oom_mutex);
1829
1830         if (need_to_kill) {
1831                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1832                 mem_cgroup_out_of_memory(mem, mask);
1833         } else {
1834                 schedule();
1835                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1836         }
1837         mutex_lock(&memcg_oom_mutex);
1838         mem_cgroup_oom_unlock(mem);
1839         memcg_wakeup_oom(mem);
1840         mutex_unlock(&memcg_oom_mutex);
1841
1842         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1843                 return false;
1844         /* Give chance to dying process */
1845         schedule_timeout(1);
1846         return true;
1847 }
1848
1849 /*
1850  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1851  * generalized to update other statistics as well.
1852  *
1853  * Notes: Race condition
1854  *
1855  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1856  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1857  * to do so _always_.
1858  *
1859  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1860  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1861  * are no race with "charge".
1862  *
1863  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1864  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1865  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1866  * by flags.
1867  *
1868  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1869  * small, we check MEM_CGROUP_ON_MOVE percpu value and detect there are
1870  * possibility of race condition. If there is, we take a lock.
1871  */
1872
1873 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1874                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1875 {
1876         struct mem_cgroup *mem;
1877         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1878         bool need_unlock = false;
1879         unsigned long uninitialized_var(flags);
1880
1881         if (unlikely(!pc))
1882                 return;
1883
1884         rcu_read_lock();
1885         mem = pc->mem_cgroup;
1886         if (unlikely(!mem || !PageCgroupUsed(pc)))
1887                 goto out;
1888         /* pc->mem_cgroup is unstable ? */
1889         if (unlikely(mem_cgroup_stealed(mem)) || PageTransHuge(page)) {
1890                 /* take a lock against to access pc->mem_cgroup */
1891                 move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
1892                 need_unlock = true;
1893                 mem = pc->mem_cgroup;
1894                 if (!mem || !PageCgroupUsed(pc))
1895                         goto out;
1896         }
1897
1898         switch (idx) {
1899         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1900                 if (val > 0)
1901                         SetPageCgroupFileMapped(pc);
1902                 else if (!page_mapped(page))
1903                         ClearPageCgroupFileMapped(pc);
1904                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1905                 break;
1906         default:
1907                 BUG();
1908         }
1909
1910         this_cpu_add(mem->stat->count[idx], val);
1911
1912 out:
1913         if (unlikely(need_unlock))
1914                 move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
1915         rcu_read_unlock();
1916         return;
1917 }
1918 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_update_page_stat);
1919
1920 /*
1921  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1922  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1923  */
1924 #define CHARGE_BATCH    32U
1925 struct memcg_stock_pcp {
1926         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1927         unsigned int nr_pages;
1928         struct work_struct work;
1929         unsigned long flags;
1930 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
1931 };
1932 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1933 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1934
1935 /*
1936  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
1937  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
1938  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
1939  * refilled.
1940  */
1941 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *mem)
1942 {
1943         struct memcg_stock_pcp *stock;
1944         bool ret = true;
1945
1946         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1947         if (mem == stock->cached && stock->nr_pages)
1948                 stock->nr_pages--;
1949         else /* need to call res_counter_charge */
1950                 ret = false;
1951         put_cpu_var(memcg_stock);
1952         return ret;
1953 }
1954
1955 /*
1956  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
1957  */
1958 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1959 {
1960         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1961
1962         if (stock->nr_pages) {
1963                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
1964
1965                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
1966                 if (do_swap_account)
1967                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
1968                 stock->nr_pages = 0;
1969         }
1970         stock->cached = NULL;
1971 }
1972
1973 /*
1974  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1975  * a thread which is pinned to local cpu.
1976  */
1977 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1978 {
1979         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
1980         drain_stock(stock);
1981         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1982 }
1983
1984 /*
1985  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
1986  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1987  */
1988 static void refill_stock(struct mem_cgroup *mem, unsigned int nr_pages)
1989 {
1990         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1991
1992         if (stock->cached != mem) { /* reset if necessary */
1993                 drain_stock(stock);
1994                 stock->cached = mem;
1995         }
1996         stock->nr_pages += nr_pages;
1997         put_cpu_var(memcg_stock);
1998 }
1999
2000 /*
2001  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2002  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2003  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2004  * it.
2005  */
2006 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_mem)
2007 {
2008         int cpu, curcpu;
2009         /*
2010          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2011          */
2012         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2013                 return;
2014         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2015         get_online_cpus();
2016         /*
2017          * Get a hint for avoiding draining charges on the current cpu,
2018          * which must be exhausted by our charging.  It is not required that
2019          * this be a precise check, so we use raw_smp_processor_id() instead of
2020          * getcpu()/putcpu().
2021          */
2022         curcpu = raw_smp_processor_id();
2023         for_each_online_cpu(cpu) {
2024                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2025                 struct mem_cgroup *mem;
2026
2027                 if (cpu == curcpu)
2028                         continue;
2029
2030                 mem = stock->cached;
2031                 if (!mem)
2032                         continue;
2033                 if (mem != root_mem) {
2034                         if (!root_mem->use_hierarchy)
2035                                 continue;
2036                         /* check whether "mem" is under tree of "root_mem" */
2037                         if (!css_is_ancestor(&mem->css, &root_mem->css))
2038                                 continue;
2039                 }
2040                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2041                         schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2042         }
2043         put_online_cpus();
2044         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2045         /* We don't wait for flush_work */
2046 }
2047
2048 /* This is a synchronous drain interface. */
2049 static void drain_all_stock_sync(void)
2050 {
2051         /* called when force_empty is called */
2052         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2053         schedule_on_each_cpu(drain_local_stock);
2054         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2055 }
2056
2057 /*
2058  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2059  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2060  */
2061 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *mem, int cpu)
2062 {
2063         int i;
2064
2065         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
2066         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2067                 long x = per_cpu(mem->stat->count[i], cpu);
2068
2069                 per_cpu(mem->stat->count[i], cpu) = 0;
2070                 mem->nocpu_base.count[i] += x;
2071         }
2072         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2073                 unsigned long x = per_cpu(mem->stat->events[i], cpu);
2074
2075                 per_cpu(mem->stat->events[i], cpu) = 0;
2076                 mem->nocpu_base.events[i] += x;
2077         }
2078         /* need to clear ON_MOVE value, works as a kind of lock. */
2079         per_cpu(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) = 0;
2080         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
2081 }
2082
2083 static void synchronize_mem_cgroup_on_move(struct mem_cgroup *mem, int cpu)
2084 {
2085         int idx = MEM_CGROUP_ON_MOVE;
2086
2087         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
2088         per_cpu(mem->stat->count[idx], cpu) = mem->nocpu_base.count[idx];
2089         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
2090 }
2091
2092 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2093                                         unsigned long action,
2094                                         void *hcpu)
2095 {
2096         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2097         struct memcg_stock_pcp *stock;
2098         struct mem_cgroup *iter;
2099
2100         if ((action == CPU_ONLINE)) {
2101                 for_each_mem_cgroup_all(iter)
2102                         synchronize_mem_cgroup_on_move(iter, cpu);
2103                 return NOTIFY_OK;
2104         }
2105
2106         if ((action != CPU_DEAD) || action != CPU_DEAD_FROZEN)
2107                 return NOTIFY_OK;
2108
2109         for_each_mem_cgroup_all(iter)
2110                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2111
2112         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2113         drain_stock(stock);
2114         return NOTIFY_OK;
2115 }
2116
2117
2118 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2119 enum {
2120         CHARGE_OK,              /* success */
2121         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2122         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2123         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2124         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2125 };
2126
2127 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *mem, gfp_t gfp_mask,
2128                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2129 {
2130         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2131         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2132         struct res_counter *fail_res;
2133         unsigned long flags = 0;
2134         int ret;
2135
2136         ret = res_counter_charge(&mem->res, csize, &fail_res);
2137
2138         if (likely(!ret)) {
2139                 if (!do_swap_account)
2140                         return CHARGE_OK;
2141                 ret = res_counter_charge(&mem->memsw, csize, &fail_res);
2142                 if (likely(!ret))
2143                         return CHARGE_OK;
2144
2145                 res_counter_uncharge(&mem->res, csize);
2146                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2147                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2148         } else
2149                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2150         /*
2151          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2152          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2153          *
2154          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2155          * single page instead.
2156          */
2157         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2158                 return CHARGE_RETRY;
2159
2160         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2161                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2162
2163         ret = mem_cgroup_hierarchical_reclaim(mem_over_limit, NULL,
2164                                               gfp_mask, flags, NULL);
2165         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2166                 return CHARGE_RETRY;
2167         /*
2168          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2169          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2170          * before killing the task.
2171          *
2172          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2173          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2174          * to regular pages anyway in case of failure.
2175          */
2176         if (nr_pages == 1 && ret)
2177                 return CHARGE_RETRY;
2178
2179         /*
2180          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2181          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2182          */
2183         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2184                 return CHARGE_RETRY;
2185
2186         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2187         if (!oom_check)
2188                 return CHARGE_NOMEM;
2189         /* check OOM */
2190         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask))
2191                 return CHARGE_OOM_DIE;
2192
2193         return CHARGE_RETRY;
2194 }
2195
2196 /*
2197  * Unlike exported interface, "oom" parameter is added. if oom==true,
2198  * oom-killer can be invoked.
2199  */
2200 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2201                                    gfp_t gfp_mask,
2202                                    unsigned int nr_pages,
2203                                    struct mem_cgroup **memcg,
2204                                    bool oom)
2205 {
2206         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2207         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2208         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2209         int ret;
2210
2211         /*
2212          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2213          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2214          * MEMDIE process.
2215          */
2216         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2217                      || fatal_signal_pending(current)))
2218                 goto bypass;
2219
2220         /*
2221          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2222          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2223          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2224          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2225          */
2226         if (!*memcg && !mm)
2227                 goto bypass;
2228 again:
2229         if (*memcg) { /* css should be a valid one */
2230                 mem = *memcg;
2231                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&mem->css));
2232                 if (mem_cgroup_is_root(mem))
2233                         goto done;
2234                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(mem))
2235                         goto done;
2236                 css_get(&mem->css);
2237         } else {
2238                 struct task_struct *p;
2239
2240                 rcu_read_lock();
2241                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2242                 /*
2243                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2244                  * In that case, "mem" can point to root or p can be NULL with
2245                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2246                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2247                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2248                  * small race, here.
2249                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2250                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2251                  */
2252                 mem = mem_cgroup_from_task(p);
2253                 if (!mem || mem_cgroup_is_root(mem)) {
2254                         rcu_read_unlock();
2255                         goto done;
2256                 }
2257                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(mem)) {
2258                         /*
2259                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2260                          * But considering how consume_stok works, it's not
2261                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2262                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2263                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2264                          * calling consume_stock().
2265                          */
2266                         rcu_read_unlock();
2267                         goto done;
2268                 }
2269                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2270                 if (!css_tryget(&mem->css)) {
2271                         rcu_read_unlock();
2272                         goto again;
2273                 }
2274                 rcu_read_unlock();
2275         }
2276
2277         do {
2278                 bool oom_check;
2279
2280                 /* If killed, bypass charge */
2281                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2282                         css_put(&mem->css);
2283                         goto bypass;
2284                 }
2285
2286                 oom_check = false;
2287                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2288                         oom_check = true;
2289                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2290                 }
2291
2292                 ret = mem_cgroup_do_charge(mem, gfp_mask, batch, oom_check);
2293                 switch (ret) {
2294                 case CHARGE_OK:
2295                         break;
2296                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2297                         batch = nr_pages;
2298                         css_put(&mem->css);
2299                         mem = NULL;
2300                         goto again;
2301                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2302                         css_put(&mem->css);
2303                         goto nomem;
2304                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2305                         if (!oom) {
2306                                 css_put(&mem->css);
2307                                 goto nomem;
2308                         }
2309                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2310                         nr_oom_retries--;
2311                         break;
2312                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2313                         css_put(&mem->css);
2314                         goto bypass;
2315                 }
2316         } while (ret != CHARGE_OK);
2317
2318         if (batch > nr_pages)
2319                 refill_stock(mem, batch - nr_pages);
2320         css_put(&mem->css);
2321 done:
2322         *memcg = mem;
2323         return 0;
2324 nomem:
2325         *memcg = NULL;
2326         return -ENOMEM;
2327 bypass:
2328         *memcg = NULL;
2329         return 0;
2330 }
2331
2332 /*
2333  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2334  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2335  * gotten by try_charge().
2336  */
2337 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *mem,
2338                                        unsigned int nr_pages)
2339 {
2340         if (!mem_cgroup_is_root(mem)) {
2341                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2342
2343                 res_counter_uncharge(&mem->res, bytes);
2344                 if (do_swap_account)
2345                         res_counter_uncharge(&mem->memsw, bytes);
2346         }
2347 }
2348
2349 /*
2350  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2351  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2352  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2353  * memcg.)
2354  */
2355 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2356 {
2357         struct cgroup_subsys_state *css;
2358
2359         /* ID 0 is unused ID */
2360         if (!id)
2361                 return NULL;
2362         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2363         if (!css)
2364                 return NULL;
2365         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2366 }
2367
2368 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2369 {
2370         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2371         struct page_cgroup *pc;
2372         unsigned short id;
2373         swp_entry_t ent;
2374
2375         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2376
2377         pc = lookup_page_cgroup(page);
2378         lock_page_cgroup(pc);
2379         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2380                 mem = pc->mem_cgroup;
2381                 if (mem && !css_tryget(&mem->css))
2382                         mem = NULL;
2383         } else if (PageSwapCache(page)) {
2384                 ent.val = page_private(page);
2385                 id = lookup_swap_cgroup(ent);
2386                 rcu_read_lock();
2387                 mem = mem_cgroup_lookup(id);
2388                 if (mem && !css_tryget(&mem->css))
2389                         mem = NULL;
2390                 rcu_read_unlock();
2391         }
2392         unlock_page_cgroup(pc);
2393         return mem;
2394 }
2395
2396 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *mem,
2397                                        struct page *page,
2398                                        unsigned int nr_pages,
2399                                        struct page_cgroup *pc,
2400                                        enum charge_type ctype)
2401 {
2402         lock_page_cgroup(pc);
2403         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2404                 unlock_page_cgroup(pc);
2405                 __mem_cgroup_cancel_charge(mem, nr_pages);
2406                 return;
2407         }
2408         /*
2409          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2410          * accessed by any other context at this point.
2411          */
2412         pc->mem_cgroup = mem;
2413         /*
2414          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2415          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2416          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2417          * before USED bit, we need memory barrier here.
2418          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2419          */
2420         smp_wmb();
2421         switch (ctype) {
2422         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE:
2423         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM:
2424                 SetPageCgroupCache(pc);
2425                 SetPageCgroupUsed(pc);
2426                 break;
2427         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2428                 ClearPageCgroupCache(pc);
2429                 SetPageCgroupUsed(pc);
2430                 break;
2431         default:
2432                 break;
2433         }
2434
2435         mem_cgroup_charge_statistics(mem, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2436         unlock_page_cgroup(pc);
2437         /*
2438          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2439          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2440          * if they exceeds softlimit.
2441          */
2442         memcg_check_events(mem, page);
2443 }
2444
2445 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2446
2447 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MOVE_LOCK) |\
2448                         (1 << PCG_ACCT_LRU) | (1 << PCG_MIGRATION))
2449 /*
2450  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2451  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compund_lock.
2452  */
2453 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head, struct page *tail)
2454 {
2455         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2456         struct page_cgroup *tail_pc = lookup_page_cgroup(tail);
2457         unsigned long flags;
2458
2459         if (mem_cgroup_disabled())
2460                 return;
2461         /*
2462          * We have no races with charge/uncharge but will have races with
2463          * page state accounting.
2464          */
2465         move_lock_page_cgroup(head_pc, &flags);
2466
2467         tail_pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2468         smp_wmb(); /* see __commit_charge() */
2469         if (PageCgroupAcctLRU(head_pc)) {
2470                 enum lru_list lru;
2471                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
2472
2473                 /*
2474                  * LRU flags cannot be copied because we need to add tail
2475                  *.page to LRU by generic call and our hook will be called.
2476                  * We hold lru_lock, then, reduce counter directly.
2477                  */
2478                 lru = page_lru(head);
2479                 mz = page_cgroup_zoneinfo(head_pc->mem_cgroup, head);
2480                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1;
2481         }
2482         tail_pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2483         move_unlock_page_cgroup(head_pc, &flags);
2484 }
2485 #endif
2486
2487 /**
2488  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2489  * @page: the page
2490  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2491  * @pc: page_cgroup of the page.
2492  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2493  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2494  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2495  *
2496  * The caller must confirm following.
2497  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2498  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2499  *
2500  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2501  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2502  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2503  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2504  */
2505 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2506                                    unsigned int nr_pages,
2507                                    struct page_cgroup *pc,
2508                                    struct mem_cgroup *from,
2509                                    struct mem_cgroup *to,
2510                                    bool uncharge)
2511 {
2512         unsigned long flags;
2513         int ret;
2514
2515         VM_BUG_ON(from == to);
2516         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2517         /*
2518          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2519          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2520          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2521          * hold it.
2522          */
2523         ret = -EBUSY;
2524         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2525                 goto out;
2526
2527         lock_page_cgroup(pc);
2528
2529         ret = -EINVAL;
2530         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2531                 goto unlock;
2532
2533         move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
2534
2535         if (PageCgroupFileMapped(pc)) {
2536                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2537                 preempt_disable();
2538                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2539                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2540                 preempt_enable();
2541         }
2542         mem_cgroup_charge_statistics(from, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2543         if (uncharge)
2544                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2545                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2546
2547         /* caller should have done css_get */
2548         pc->mem_cgroup = to;
2549         mem_cgroup_charge_statistics(to, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2550         /*
2551          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2552          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2553          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2554          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2555          * status here.
2556          */
2557         move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2558         ret = 0;
2559 unlock:
2560         unlock_page_cgroup(pc);
2561         /*
2562          * check events
2563          */
2564         memcg_check_events(to, page);
2565         memcg_check_events(from, page);
2566 out:
2567         return ret;
2568 }
2569
2570 /*
2571  * move charges to its parent.
2572  */
2573
2574 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2575                                   struct page_cgroup *pc,
2576                                   struct mem_cgroup *child,
2577                                   gfp_t gfp_mask)
2578 {
2579         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2580         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2581         struct mem_cgroup *parent;
2582         unsigned int nr_pages;
2583         unsigned long uninitialized_var(flags);
2584         int ret;
2585
2586         /* Is ROOT ? */
2587         if (!pcg)
2588                 return -EINVAL;
2589
2590         ret = -EBUSY;
2591         if (!get_page_unless_zero(page))
2592                 goto out;
2593         if (isolate_lru_page(page))
2594                 goto put;
2595
2596         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2597
2598         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2599         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2600         if (ret || !parent)
2601                 goto put_back;
2602
2603         if (nr_pages > 1)
2604                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2605
2606         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2607         if (ret)
2608                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2609
2610         if (nr_pages > 1)
2611                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2612 put_back:
2613         putback_lru_page(page);
2614 put:
2615         put_page(page);
2616 out:
2617         return ret;
2618 }
2619
2620 /*
2621  * Charge the memory controller for page usage.
2622  * Return
2623  * 0 if the charge was successful
2624  * < 0 if the cgroup is over its limit
2625  */
2626 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2627                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2628 {
2629         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2630         unsigned int nr_pages = 1;
2631         struct page_cgroup *pc;
2632         bool oom = true;
2633         int ret;
2634
2635         if (PageTransHuge(page)) {
2636                 nr_pages <<= compound_order(page);
2637                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2638                 /*
2639                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2640                  * fault handler will fall back to regular pages.
2641                  */
2642                 oom = false;
2643         }
2644
2645         pc = lookup_page_cgroup(page);
2646         BUG_ON(!pc); /* XXX: remove this and move pc lookup into commit */
2647
2648         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &mem, oom);
2649         if (ret || !mem)
2650                 return ret;
2651
2652         __mem_cgroup_commit_charge(mem, page, nr_pages, pc, ctype);
2653         return 0;
2654 }
2655
2656 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2657                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2658 {
2659         if (mem_cgroup_disabled())
2660                 return 0;
2661         /*
2662          * If already mapped, we don't have to account.
2663          * If page cache, page->mapping has address_space.
2664          * But page->mapping may have out-of-use anon_vma pointer,
2665          * detecit it by PageAnon() check. newly-mapped-anon's page->mapping
2666          * is NULL.
2667          */
2668         if (page_mapped(page) || (page->mapping && !PageAnon(page)))
2669                 return 0;
2670         if (unlikely(!mm))
2671                 mm = &init_mm;
2672         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2673                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2674 }
2675
2676 static void
2677 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2678                                         enum charge_type ctype);
2679
2680 static void
2681 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(struct page *page, struct mem_cgroup *mem,
2682                                         enum charge_type ctype)
2683 {
2684         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2685         /*
2686          * In some case, SwapCache, FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2687          * is already on LRU. It means the page may on some other page_cgroup's
2688          * LRU. Take care of it.
2689          */
2690         mem_cgroup_lru_del_before_commit(page);
2691         __mem_cgroup_commit_charge(mem, page, 1, pc, ctype);
2692         mem_cgroup_lru_add_after_commit(page);
2693         return;
2694 }
2695
2696 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2697                                 gfp_t gfp_mask)
2698 {
2699         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2700         int ret;
2701
2702         if (mem_cgroup_disabled())
2703                 return 0;
2704         if (PageCompound(page))
2705                 return 0;
2706         /*
2707          * Corner case handling. This is called from add_to_page_cache()
2708          * in usual. But some FS (shmem) precharges this page before calling it
2709          * and call add_to_page_cache() with GFP_NOWAIT.
2710          *
2711          * For GFP_NOWAIT case, the page may be pre-charged before calling
2712          * add_to_page_cache(). (See shmem.c) check it here and avoid to call
2713          * charge twice. (It works but has to pay a bit larger cost.)
2714          * And when the page is SwapCache, it should take swap information
2715          * into account. This is under lock_page() now.
2716          */
2717         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT)) {
2718                 struct page_cgroup *pc;
2719
2720                 pc = lookup_page_cgroup(page);
2721                 if (!pc)
2722                         return 0;
2723                 lock_page_cgroup(pc);
2724                 if (PageCgroupUsed(pc)) {
2725                         unlock_page_cgroup(pc);
2726                         return 0;
2727                 }
2728                 unlock_page_cgroup(pc);
2729         }
2730
2731         if (unlikely(!mm))
2732                 mm = &init_mm;
2733
2734         if (page_is_file_cache(page)) {
2735                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, &mem, true);
2736                 if (ret || !mem)
2737                         return ret;
2738
2739                 /*
2740                  * FUSE reuses pages without going through the final
2741                  * put that would remove them from the LRU list, make
2742                  * sure that they get relinked properly.
2743                  */
2744                 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, mem,
2745                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
2746                 return ret;
2747         }
2748         /* shmem */
2749         if (PageSwapCache(page)) {
2750                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &mem);
2751                 if (!ret)
2752                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, mem,
2753                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2754         } else
2755                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2756                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2757
2758         return ret;
2759 }
2760
2761 /*
2762  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2763  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2764  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2765  * "commit()" or removed by "cancel()"
2766  */
2767 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2768                                  struct page *page,
2769                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **ptr)
2770 {
2771         struct mem_cgroup *mem;
2772         int ret;
2773
2774         *ptr = NULL;
2775
2776         if (mem_cgroup_disabled())
2777                 return 0;
2778
2779         if (!do_swap_account)
2780                 goto charge_cur_mm;
2781         /*
2782          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2783          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2784          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2785          * KSM case which does need to charge the page.
2786          */
2787         if (!PageSwapCache(page))
2788                 goto charge_cur_mm;
2789         mem = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2790         if (!mem)
2791                 goto charge_cur_mm;
2792         *ptr = mem;
2793         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, ptr, true);
2794         css_put(&mem->css);
2795         return ret;
2796 charge_cur_mm:
2797         if (unlikely(!mm))
2798                 mm = &init_mm;
2799         return __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, ptr, true);
2800 }
2801
2802 static void
2803 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2804                                         enum charge_type ctype)
2805 {
2806         if (mem_cgroup_disabled())
2807                 return;
2808         if (!ptr)
2809                 return;
2810         cgroup_exclude_rmdir(&ptr->css);
2811
2812         __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, ptr, ctype);
2813         /*
2814          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2815          * counted both as mem and swap....double count.
2816          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2817          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2818          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2819          */
2820         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2821                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2822                 unsigned short id;
2823                 struct mem_cgroup *memcg;
2824
2825                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2826                 rcu_read_lock();
2827                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2828                 if (memcg) {
2829                         /*
2830                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2831                          * calling css_tryget
2832                          */
2833                         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
2834                                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
2835                         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
2836                         mem_cgroup_put(memcg);
2837                 }
2838                 rcu_read_unlock();
2839         }
2840         /*
2841          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2842          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2843          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2844          */
2845         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&ptr->css);
2846 }
2847
2848 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr)
2849 {
2850         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, ptr,
2851                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2852 }
2853
2854 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *mem)
2855 {
2856         if (mem_cgroup_disabled())
2857                 return;
2858         if (!mem)
2859                 return;
2860         __mem_cgroup_cancel_charge(mem, 1);
2861 }
2862
2863 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *mem,
2864                                    unsigned int nr_pages,
2865                                    const enum charge_type ctype)
2866 {
2867         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2868         bool uncharge_memsw = true;
2869
2870         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2871         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2872                 uncharge_memsw = false;
2873
2874         batch = &current->memcg_batch;
2875         /*
2876          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2877          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2878          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2879          */
2880         if (!batch->memcg)
2881                 batch->memcg = mem;
2882         /*
2883          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2884          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2885          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2886          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2887          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2888          */
2889
2890         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2891                 goto direct_uncharge;
2892
2893         if (nr_pages > 1)
2894                 goto direct_uncharge;
2895
2896         /*
2897          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2898          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2899          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2900          */
2901         if (batch->memcg != mem)
2902                 goto direct_uncharge;
2903         /* remember freed charge and uncharge it later */
2904         batch->nr_pages++;
2905         if (uncharge_memsw)
2906                 batch->memsw_nr_pages++;
2907         return;
2908 direct_uncharge:
2909         res_counter_uncharge(&mem->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2910         if (uncharge_memsw)
2911                 res_counter_uncharge(&mem->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2912         if (unlikely(batch->memcg != mem))
2913                 memcg_oom_recover(mem);
2914         return;
2915 }
2916
2917 /*
2918  * uncharge if !page_mapped(page)
2919  */
2920 static struct mem_cgroup *
2921 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2922 {
2923         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2924         unsigned int nr_pages = 1;
2925         struct page_cgroup *pc;
2926
2927         if (mem_cgroup_disabled())
2928                 return NULL;
2929
2930         if (PageSwapCache(page))
2931                 return NULL;
2932
2933         if (PageTransHuge(page)) {
2934                 nr_pages <<= compound_order(page);
2935                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2936         }
2937         /*
2938          * Check if our page_cgroup is valid
2939          */
2940         pc = lookup_page_cgroup(page);
2941         if (unlikely(!pc || !PageCgroupUsed(pc)))
2942                 return NULL;
2943
2944         lock_page_cgroup(pc);
2945
2946         mem = pc->mem_cgroup;
2947
2948         if (!PageCgroupUsed(pc))
2949                 goto unlock_out;
2950
2951         switch (ctype) {
2952         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2953         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
2954                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
2955                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
2956                         goto unlock_out;
2957                 break;
2958         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
2959                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
2960                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
2961                                 goto unlock_out;
2962                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
2963                                 goto unlock_out;
2964                 break;
2965         default:
2966                 break;
2967         }
2968
2969         mem_cgroup_charge_statistics(mem, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2970
2971         ClearPageCgroupUsed(pc);
2972         /*
2973          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
2974          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
2975          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
2976          * special functions.
2977          */
2978
2979         unlock_page_cgroup(pc);
2980         /*
2981          * even after unlock, we have mem->res.usage here and this memcg
2982          * will never be freed.
2983          */
2984         memcg_check_events(mem, page);
2985         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
2986                 mem_cgroup_swap_statistics(mem, true);
2987                 mem_cgroup_get(mem);
2988         }
2989         if (!mem_cgroup_is_root(mem))
2990                 mem_cgroup_do_uncharge(mem, nr_pages, ctype);
2991
2992         return mem;
2993
2994 unlock_out:
2995         unlock_page_cgroup(pc);
2996         return NULL;
2997 }
2998
2999 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3000 {
3001         /* early check. */
3002         if (page_mapped(page))
3003                 return;
3004         if (page->mapping && !PageAnon(page))
3005                 return;
3006         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3007 }
3008
3009 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3010 {
3011         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3012         VM_BUG_ON(page->mapping);
3013         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3014 }
3015
3016 /*
3017  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3018  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3019  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3020  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3021  * This may be called prural(2) times in a context,
3022  */
3023
3024 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3025 {
3026         current->memcg_batch.do_batch++;
3027         /* We can do nest. */
3028         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3029                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3030                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3031                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3032         }
3033 }
3034
3035 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3036 {
3037         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3038
3039         if (!batch->do_batch)
3040                 return;
3041
3042         batch->do_batch--;
3043         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3044                 return;
3045
3046         if (!batch->memcg)
3047                 return;
3048         /*
3049          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3050          * bacause we hide charges behind us.
3051          */
3052         if (batch->nr_pages)
3053                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3054                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3055         if (batch->memsw_nr_pages)
3056                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3057                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3058         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3059         /* forget this pointer (for sanity check) */
3060         batch->memcg = NULL;
3061 }
3062
3063 #ifdef CONFIG_SWAP
3064 /*
3065  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3066  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3067  */
3068 void
3069 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3070 {
3071         struct mem_cgroup *memcg;
3072         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3073
3074         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3075                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3076
3077         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3078
3079         /*
3080          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3081          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3082          */
3083         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3084                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3085 }
3086 #endif
3087
3088 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3089 /*
3090  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3091  * uncharge "memsw" account.
3092  */
3093 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3094 {
3095         struct mem_cgroup *memcg;
3096         unsigned short id;
3097
3098         if (!do_swap_account)
3099                 return;
3100
3101         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3102         rcu_read_lock();
3103         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3104         if (memcg) {
3105                 /*
3106                  * We uncharge this because swap is freed.
3107                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3108                  */
3109                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3110                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3111                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3112                 mem_cgroup_put(memcg);
3113         }
3114         rcu_read_unlock();
3115 }
3116
3117 /**
3118  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3119  * @entry: swap entry to be moved
3120  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3121  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3122  * @need_fixup: whether we should fixup res_counters and refcounts.
3123  *
3124  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3125  * as the mem_cgroup's id of @from.
3126  *
3127  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3128  *
3129  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3130  * both res and memsw, and called css_get().
3131  */
3132 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3133                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3134 {
3135         unsigned short old_id, new_id;
3136
3137         old_id = css_id(&from->css);
3138         new_id = css_id(&to->css);
3139
3140         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3141                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3142                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3143                 /*
3144                  * This function is only called from task migration context now.
3145                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3146                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3147                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3148                  * because if the process that has been moved to @to does
3149                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3150                  */
3151                 mem_cgroup_get(to);
3152                 if (need_fixup) {
3153                         if (!mem_cgroup_is_root(from))
3154                                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
3155                         mem_cgroup_put(from);
3156                         /*
3157                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
3158                          * uncharge to->res.
3159                          */
3160                         if (!mem_cgroup_is_root(to))
3161                                 res_counter_uncharge(&to->res, PAGE_SIZE);
3162                 }
3163                 return 0;
3164         }
3165         return -EINVAL;
3166 }
3167 #else
3168 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3169                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3170 {
3171         return -EINVAL;
3172 }
3173 #endif
3174
3175 /*
3176  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3177  * page belongs to.
3178  */
3179 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3180         struct page *newpage, struct mem_cgroup **ptr, gfp_t gfp_mask)
3181 {
3182         struct mem_cgroup *mem = NULL;
3183         struct page_cgroup *pc;
3184         enum charge_type ctype;
3185         int ret = 0;
3186
3187         *ptr = NULL;
3188
3189         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3190         if (mem_cgroup_disabled())
3191                 return 0;
3192
3193         pc = lookup_page_cgroup(page);
3194         lock_page_cgroup(pc);
3195         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3196                 mem = pc->mem_cgroup;
3197                 css_get(&mem->css);
3198                 /*
3199                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3200                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3201                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3202                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3203                  * until end_migration() is called
3204                  *
3205                  * Corner Case Thinking
3206                  * A)
3207                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3208                  * while migration was ongoing.
3209                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3210                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3211                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3212                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3213                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3214                  *
3215                  * B)
3216                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3217                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3218                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3219                  * without charging it again.
3220                  *
3221                  * C)
3222                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3223                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3224                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3225                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3226                  */
3227                 if (PageAnon(page))
3228                         SetPageCgroupMigration(pc);
3229         }
3230         unlock_page_cgroup(pc);
3231         /*
3232          * If the page is not charged at this point,
3233          * we return here.
3234          */
3235         if (!mem)
3236                 return 0;
3237
3238         *ptr = mem;
3239         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, ptr, false);
3240         css_put(&mem->css);/* drop extra refcnt */
3241         if (ret || *ptr == NULL) {
3242                 if (PageAnon(page)) {
3243                         lock_page_cgroup(pc);
3244                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3245                         unlock_page_cgroup(pc);
3246                         /*
3247                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3248                          */
3249                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3250                 }
3251                 return -ENOMEM;
3252         }
3253         /*
3254          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3255          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3256          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3257          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3258          */
3259         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3260         if (PageAnon(page))
3261                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3262         else if (page_is_file_cache(page))
3263                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3264         else
3265                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3266         __mem_cgroup_commit_charge(mem, page, 1, pc, ctype);
3267         return ret;
3268 }
3269
3270 /* remove redundant charge if migration failed*/
3271 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *mem,
3272         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3273 {
3274         struct page *used, *unused;
3275         struct page_cgroup *pc;
3276
3277         if (!mem)
3278                 return;
3279         /* blocks rmdir() */
3280         cgroup_exclude_rmdir(&mem->css);
3281         if (!migration_ok) {
3282                 used = oldpage;
3283                 unused = newpage;
3284         } else {
3285                 used = newpage;
3286                 unused = oldpage;
3287         }
3288         /*
3289          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3290          * of the page goes down to zero, temporarly.
3291          * Clear the flag and check the page should be charged.
3292          */
3293         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3294         lock_page_cgroup(pc);
3295         ClearPageCgroupMigration(pc);
3296         unlock_page_cgroup(pc);
3297
3298         __mem_cgroup_uncharge_common(unused, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE);
3299
3300         /*
3301          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3302          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3303          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3304          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3305          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3306          * check. (see prepare_charge() also)
3307          */
3308         if (PageAnon(used))
3309                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3310         /*
3311          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3312          * tasks.
3313          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3314          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3315          */
3316         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&mem->css);
3317 }
3318
3319 /*
3320  * A call to try to shrink memory usage on charge failure at shmem's swapin.
3321  * Calling hierarchical_reclaim is not enough because we should update
3322  * last_oom_jiffies to prevent pagefault_out_of_memory from invoking global OOM.
3323  * Moreover considering hierarchy, we should reclaim from the mem_over_limit,
3324  * not from the memcg which this page would be charged to.
3325  * try_charge_swapin does all of these works properly.
3326  */
3327 int mem_cgroup_shmem_charge_fallback(struct page *page,
3328                             struct mm_struct *mm,
3329                             gfp_t gfp_mask)
3330 {
3331         struct mem_cgroup *mem;
3332         int ret;
3333
3334         if (mem_cgroup_disabled())
3335                 return 0;
3336
3337         ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &mem);
3338         if (!ret)
3339                 mem_cgroup_cancel_charge_swapin(mem); /* it does !mem check */
3340
3341         return ret;
3342 }
3343
3344 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3345 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3346 {
3347         struct page_cgroup *pc;
3348
3349         pc = lookup_page_cgroup(page);
3350         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3351                 return pc;
3352         return NULL;
3353 }
3354
3355 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3356 {
3357         if (mem_cgroup_disabled())
3358                 return false;
3359
3360         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3361 }
3362
3363 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3364 {
3365         struct page_cgroup *pc;
3366
3367         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3368         if (pc) {
3369                 int ret = -1;
3370                 char *path;
3371
3372                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p",
3373                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3374
3375                 path = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3376                 if (path) {
3377                         rcu_read_lock();
3378                         ret = cgroup_path(pc->mem_cgroup->css.cgroup,
3379                                                         path, PATH_MAX);
3380                         rcu_read_unlock();
3381                 }
3382
3383                 printk(KERN_CONT "(%s)\n",
3384                                 (ret < 0) ? "cannot get the path" : path);
3385                 kfree(path);
3386         }
3387 }
3388 #endif
3389
3390 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3391
3392 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3393                                 unsigned long long val)
3394 {
3395         int retry_count;
3396         u64 memswlimit, memlimit;
3397         int ret = 0;
3398         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3399         u64 curusage, oldusage;
3400         int enlarge;
3401
3402         /*
3403          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3404          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3405          * of # of children which we should visit in this loop.
3406          */
3407         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3408
3409         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3410
3411         enlarge = 0;
3412         while (retry_count) {
3413                 if (signal_pending(current)) {
3414                         ret = -EINTR;
3415                         break;
3416                 }
3417                 /*
3418                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3419                  * open coded manner. You see what this really does.
3420                  * We have to guarantee mem->res.limit < mem->memsw.limit.
3421                  */
3422                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3423                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3424                 if (memswlimit < val) {
3425                         ret = -EINVAL;
3426                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3427                         break;
3428                 }
3429
3430                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3431                 if (memlimit < val)
3432                         enlarge = 1;
3433
3434                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3435                 if (!ret) {
3436                         if (memswlimit == val)
3437                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3438                         else
3439                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3440                 }
3441                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3442
3443                 if (!ret)
3444                         break;
3445
3446                 mem_cgroup_hierarchical_reclaim(memcg, NULL, GFP_KERNEL,
3447                                                 MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK,
3448                                                 NULL);
3449                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3450                 /* Usage is reduced ? */
3451                 if (curusage >= oldusage)
3452                         retry_count--;
3453                 else
3454                         oldusage = curusage;
3455         }
3456         if (!ret && enlarge)
3457                 memcg_oom_recover(memcg);
3458
3459         return ret;
3460 }
3461
3462 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3463                                         unsigned long long val)
3464 {
3465         int retry_count;
3466         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3467         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3468         int ret = -EBUSY;
3469         int enlarge = 0;
3470
3471         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3472         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3473         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3474         while (retry_count) {
3475                 if (signal_pending(current)) {
3476                         ret = -EINTR;
3477                         break;
3478                 }
3479                 /*
3480                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3481                  * open coded manner. You see what this really does.
3482                  * We have to guarantee mem->res.limit < mem->memsw.limit.
3483                  */
3484                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3485                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3486                 if (memlimit > val) {
3487                         ret = -EINVAL;
3488                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3489                         break;
3490                 }
3491                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3492                 if (memswlimit < val)
3493                         enlarge = 1;
3494                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3495                 if (!ret) {
3496                         if (memlimit == val)
3497                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3498                         else
3499                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3500                 }
3501                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3502
3503                 if (!ret)
3504                         break;
3505
3506                 mem_cgroup_hierarchical_reclaim(memcg, NULL, GFP_KERNEL,
3507                                                 MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3508                                                 MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK,
3509                                                 NULL);
3510                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3511                 /* Usage is reduced ? */
3512                 if (curusage >= oldusage)
3513                         retry_count--;
3514                 else
3515                         oldusage = curusage;
3516         }
3517         if (!ret && enlarge)
3518                 memcg_oom_recover(memcg);
3519         return ret;
3520 }
3521
3522 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3523                                             gfp_t gfp_mask,
3524                                             unsigned long *total_scanned)
3525 {
3526         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3527         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3528         unsigned long reclaimed;
3529         int loop = 0;
3530         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3531         unsigned long long excess;
3532         unsigned long nr_scanned;
3533
3534         if (order > 0)
3535                 return 0;
3536
3537         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3538         /*
3539          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3540          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3541          * pressure
3542          */
3543         do {
3544                 if (next_mz)
3545                         mz = next_mz;
3546                 else
3547                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3548                 if (!mz)
3549                         break;
3550
3551                 nr_scanned = 0;
3552                 reclaimed = mem_cgroup_hierarchical_reclaim(mz->mem, zone,
3553                                                 gfp_mask,
3554                                                 MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT,
3555                                                 &nr_scanned);
3556                 nr_reclaimed += reclaimed;
3557                 *total_scanned += nr_scanned;
3558                 spin_lock(&mctz->lock);
3559
3560                 /*
3561                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3562                  * it is time to move on to the next cgroup
3563                  */
3564                 next_mz = NULL;
3565                 if (!reclaimed) {
3566                         do {
3567                                 /*
3568                                  * Loop until we find yet another one.
3569                                  *
3570                                  * By the time we get the soft_limit lock
3571                                  * again, someone might have aded the
3572                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3573                                  * make sure we get a different mem.
3574                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3575                                  * NULL if no other cgroup is present on
3576                                  * the tree
3577                                  */
3578                                 next_mz =
3579                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3580                                 if (next_mz == mz)
3581                                         css_put(&next_mz->mem->css);
3582                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3583                                         break;
3584                         } while (1);
3585                 }
3586                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
3587                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res);
3588                 /*
3589                  * One school of thought says that we should not add
3590                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3591                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3592                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3593                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3594                  * term TODO.
3595                  */
3596                 /* If excess == 0, no tree ops */
3597                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->mem, mz, mctz, excess);
3598                 spin_unlock(&mctz->lock);
3599                 css_put(&mz->mem->css);
3600                 loop++;
3601                 /*
3602                  * Could not reclaim anything and there are no more
3603                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3604                  * reclaiming anything.
3605                  */
3606                 if (!nr_reclaimed &&
3607                         (next_mz == NULL ||
3608                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3609                         break;
3610         } while (!nr_reclaimed);
3611         if (next_mz)
3612                 css_put(&next_mz->mem->css);
3613         return nr_reclaimed;
3614 }
3615
3616 /*
3617  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3618  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3619  */
3620 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *mem,
3621                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3622 {
3623         struct zone *zone;
3624         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3625         struct page_cgroup *pc, *busy;
3626         unsigned long flags, loop;
3627         struct list_head *list;
3628         int ret = 0;
3629
3630         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3631         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, node, zid);
3632         list = &mz->lists[lru];
3633
3634         loop = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru);
3635         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3636         loop += 256;
3637         busy = NULL;
3638         while (loop--) {
3639                 struct page *page;
3640
3641                 ret = 0;
3642                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3643                 if (list_empty(list)) {
3644                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3645                         break;
3646                 }
3647                 pc = list_entry(list->prev, struct page_cgroup, lru);
3648                 if (busy == pc) {
3649                         list_move(&pc->lru, list);
3650                         busy = NULL;
3651                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3652                         continue;
3653                 }
3654                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3655
3656                 page = lookup_cgroup_page(pc);
3657
3658                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, mem, GFP_KERNEL);
3659                 if (ret == -ENOMEM)
3660                         break;
3661
3662                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3663                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3664                         busy = pc;
3665                         cond_resched();
3666                 } else
3667                         busy = NULL;
3668         }
3669
3670         if (!ret && !list_empty(list))
3671                 return -EBUSY;
3672         return ret;
3673 }
3674
3675 /*
3676  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3677  * This enables deleting this mem_cgroup.
3678  */
3679 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *mem, bool free_all)
3680 {
3681         int ret;
3682         int node, zid, shrink;
3683         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3684         struct cgroup *cgrp = mem->css.cgroup;
3685
3686         css_get(&mem->css);
3687
3688         shrink = 0;
3689         /* should free all ? */
3690         if (free_all)
3691                 goto try_to_free;
3692 move_account:
3693         do {
3694                 ret = -EBUSY;
3695                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3696                         goto out;
3697                 ret = -EINTR;
3698                 if (signal_pending(current))
3699                         goto out;
3700                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3701                 lru_add_drain_all();
3702                 drain_all_stock_sync();
3703                 ret = 0;
3704                 mem_cgroup_start_move(mem);
3705                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3706                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3707                                 enum lru_list l;
3708                                 for_each_lru(l) {
3709                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(mem,
3710                                                         node, zid, l);
3711                                         if (ret)
3712                                                 break;
3713                                 }
3714                         }
3715                         if (ret)
3716                                 break;
3717                 }
3718                 mem_cgroup_end_move(mem);
3719                 memcg_oom_recover(mem);
3720                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3721                 if (ret == -ENOMEM)
3722                         goto try_to_free;
3723                 cond_resched();
3724         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3725         } while (mem->res.usage > 0 || ret);
3726 out:
3727         css_put(&mem->css);
3728         return ret;
3729
3730 try_to_free:
3731         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3732         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3733                 ret = -EBUSY;
3734                 goto out;
3735         }
3736         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3737         lru_add_drain_all();
3738         /* try to free all pages in this cgroup */
3739         shrink = 1;
3740         while (nr_retries && mem->res.usage > 0) {
3741                 int progress;
3742
3743                 if (signal_pending(current)) {
3744                         ret = -EINTR;
3745                         goto out;
3746                 }
3747                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem, GFP_KERNEL,
3748                                                 false);
3749                 if (!progress) {
3750                         nr_retries--;
3751                         /* maybe some writeback is necessary */
3752                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3753                 }
3754
3755         }
3756         lru_add_drain();
3757         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3758         goto move_account;
3759 }
3760
3761 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3762 {
3763         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3764 }
3765
3766
3767 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3768 {
3769         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3770 }
3771
3772 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3773                                         u64 val)
3774 {
3775         int retval = 0;
3776         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
3777         struct cgroup *parent = cont->parent;
3778         struct mem_cgroup *parent_mem = NULL;
3779
3780         if (parent)
3781                 parent_mem = mem_cgroup_from_cont(parent);
3782
3783         cgroup_lock();
3784         /*
3785          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3786          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3787          * occur, provided the current cgroup has no children.
3788          *
3789          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3790          * set if there are no children.
3791          */
3792         if ((!parent_mem || !parent_mem->use_hierarchy) &&
3793                                 (val == 1 || val == 0)) {
3794                 if (list_empty(&cont->children))
3795                         mem->use_hierarchy = val;
3796                 else
3797                         retval = -EBUSY;
3798         } else
3799                 retval = -EINVAL;
3800         cgroup_unlock();
3801
3802         return retval;
3803 }
3804
3805
3806 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *mem,
3807                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3808 {
3809         struct mem_cgroup *iter;
3810         long val = 0;
3811
3812         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3813         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
3814                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3815
3816         if (val < 0) /* race ? */
3817                 val = 0;
3818         return val;
3819 }
3820
3821 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *mem, bool swap)
3822 {
3823         u64 val;
3824
3825         if (!mem_cgroup_is_root(mem)) {
3826                 if (!swap)
3827                         return res_counter_read_u64(&mem->res, RES_USAGE);
3828                 else
3829                         return res_counter_read_u64(&mem->memsw, RES_USAGE);
3830         }
3831
3832         val = mem_cgroup_recursive_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3833         val += mem_cgroup_recursive_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3834
3835         if (swap)
3836                 val += mem_cgroup_recursive_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3837
3838         return val << PAGE_SHIFT;
3839 }
3840
3841 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3842 {
3843         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
3844         u64 val;
3845         int type, name;
3846
3847         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3848         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3849         switch (type) {
3850         case _MEM:
3851                 if (name == RES_USAGE)
3852                         val = mem_cgroup_usage(mem, false);
3853                 else
3854                         val = res_counter_read_u64(&mem->res, name);
3855                 break;
3856         case _MEMSWAP:
3857                 if (name == RES_USAGE)
3858                         val = mem_cgroup_usage(mem, true);
3859                 else
3860                         val = res_counter_read_u64(&mem->memsw, name);
3861                 break;
3862         default:
3863                 BUG();
3864                 break;
3865         }
3866         return val;
3867 }
3868 /*
3869  * The user of this function is...
3870  * RES_LIMIT.
3871  */
3872 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3873                             const char *buffer)
3874 {
3875         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3876         int type, name;
3877         unsigned long long val;
3878         int ret;
3879
3880         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3881         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3882         switch (name) {
3883         case RES_LIMIT:
3884                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3885                         ret = -EINVAL;
3886                         break;
3887                 }
3888                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3889                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3890                 if (ret)
3891                         break;
3892                 if (type == _MEM)
3893                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3894                 else
3895                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3896                 break;
3897         case RES_SOFT_LIMIT:
3898                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3899                 if (ret)
3900                         break;
3901                 /*
3902                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3903                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3904                  * control without swap
3905                  */
3906                 if (type == _MEM)
3907                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3908                 else
3909                         ret = -EINVAL;
3910                 break;
3911         default:
3912                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3913                 break;
3914         }
3915         return ret;
3916 }
3917
3918 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3919                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3920 {
3921         struct cgroup *cgroup;
3922         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3923
3924         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3925         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3926         cgroup = memcg->css.cgroup;
3927         if (!memcg->use_hierarchy)
3928                 goto out;
3929
3930         while (cgroup->parent) {
3931                 cgroup = cgroup->parent;
3932                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3933                 if (!memcg->use_hierarchy)
3934                         break;
3935                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3936                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3937                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3938                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3939         }
3940 out:
3941         *mem_limit = min_limit;
3942         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3943         return;
3944 }
3945
3946 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3947 {
3948         struct mem_cgroup *mem;
3949         int type, name;
3950
3951         mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
3952         type = MEMFILE_TYPE(event);
3953         name = MEMFILE_ATTR(event);
3954         switch (name) {
3955         case RES_MAX_USAGE:
3956                 if (type == _MEM)
3957                         res_counter_reset_max(&mem->res);
3958                 else
3959                         res_counter_reset_max(&mem->memsw);
3960                 break;
3961         case RES_FAILCNT:
3962                 if (type == _MEM)
3963                         res_counter_reset_failcnt(&mem->res);
3964                 else
3965                         res_counter_reset_failcnt(&mem->memsw);
3966                 break;
3967         }
3968
3969         return 0;
3970 }
3971
3972 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
3973                                         struct cftype *cft)
3974 {
3975         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
3976 }
3977
3978 #ifdef CONFIG_MMU
3979 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
3980                                         struct cftype *cft, u64 val)
3981 {
3982         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
3983
3984         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
3985                 return -EINVAL;
3986         /*
3987          * We check this value several times in both in can_attach() and
3988          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
3989          * inconsistent.
3990          */
3991         cgroup_lock();
3992         mem->move_charge_at_immigrate = val;
3993         cgroup_unlock();
3994
3995         return 0;
3996 }
3997 #else
3998 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
3999                                         struct cftype *cft, u64 val)
4000 {
4001         return -ENOSYS;
4002 }
4003 #endif
4004
4005
4006 /* For read statistics */
4007 enum {
4008         MCS_CACHE,
4009         MCS_RSS,
4010         MCS_FILE_MAPPED,
4011         MCS_PGPGIN,
4012         MCS_PGPGOUT,
4013         MCS_SWAP,
4014         MCS_PGFAULT,
4015         MCS_PGMAJFAULT,
4016         MCS_INACTIVE_ANON,
4017         MCS_ACTIVE_ANON,
4018         MCS_INACTIVE_FILE,
4019         MCS_ACTIVE_FILE,
4020         MCS_UNEVICTABLE,
4021         NR_MCS_STAT,
4022 };
4023
4024 struct mcs_total_stat {
4025         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4026 };
4027
4028 struct {
4029         char *local_name;
4030         char *total_name;
4031 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4032         {"cache", "total_cache"},
4033         {"rss", "total_rss"},
4034         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4035         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4036         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4037         {"swap", "total_swap"},
4038         {"pgfault", "total_pgfault"},
4039         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4040         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4041         {"active_anon", "total_active_anon"},
4042         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4043         {"active_file", "total_active_file"},
4044         {"unevictable", "total_unevictable"}
4045 };
4046
4047
4048 static void
4049 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *mem, struct mcs_total_stat *s)
4050 {
4051         s64 val;
4052
4053         /* per cpu stat */
4054         val = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4055         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4056         val = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4057         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4058         val = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4059         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4060         val = mem_cgroup_read_events(mem, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4061         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4062         val = mem_cgroup_read_events(mem, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4063         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4064         if (do_swap_account) {
4065                 val = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4066                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4067         }
4068         val = mem_cgroup_read_events(mem, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4069         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4070         val = mem_cgroup_read_events(mem, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4071         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4072
4073         /* per zone stat */
4074         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4075         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4076         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4077         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4078         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4079         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4080         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4081         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4082         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4083         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4084 }
4085
4086 static void
4087 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *mem, struct mcs_total_stat *s)
4088 {
4089         struct mem_cgroup *iter;
4090
4091         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
4092                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4093 }
4094
4095 #ifdef CONFIG_NUMA
4096 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4097 {
4098         int nid;
4099         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4100         unsigned long node_nr;
4101         struct cgroup *cont = m->private;
4102         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4103
4104         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL);
4105         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4106         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4107                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid, LRU_ALL);
4108                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4109         }
4110         seq_putc(m, '\n');
4111
4112         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL_FILE);
4113         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4114         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4115                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4116                                 LRU_ALL_FILE);
4117                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4118         }
4119         seq_putc(m, '\n');
4120
4121         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL_ANON);
4122         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4123         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4124                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4125                                 LRU_ALL_ANON);
4126                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4127         }
4128         seq_putc(m, '\n');
4129
4130         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4131         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4132         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4133                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4134                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4135                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4136         }
4137         seq_putc(m, '\n');
4138         return 0;
4139 }
4140 #endif /* CONFIG_NUMA */
4141
4142 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4143                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4144 {
4145         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4146         struct mcs_total_stat mystat;
4147         int i;
4148
4149         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4150         mem_cgroup_get_local_stat(mem_cont, &mystat);
4151
4152
4153         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4154                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4155                         continue;
4156                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4157         }
4158
4159         /* Hierarchical information */
4160         {
4161                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4162                 memcg_get_hierarchical_limit(mem_cont, &limit, &memsw_limit);
4163                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4164                 if (do_swap_account)
4165                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4166         }
4167
4168         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4169         mem_cgroup_get_total_stat(mem_cont, &mystat);
4170         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4171                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4172                         continue;
4173                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4174         }
4175
4176 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4177         cb->fill(cb, "inactive_ratio", calc_inactive_ratio(mem_cont, NULL));
4178
4179         {
4180                 int nid, zid;
4181                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4182                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4183                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4184
4185                 for_each_online_node(nid)
4186                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4187                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
4188
4189                                 recent_rotated[0] +=
4190                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
4191                                 recent_rotated[1] +=
4192                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
4193                                 recent_scanned[0] +=
4194                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
4195                                 recent_scanned[1] +=
4196                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
4197                         }
4198                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4199                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4200                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4201                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4202         }
4203 #endif
4204
4205         return 0;
4206 }
4207
4208 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4209 {
4210         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4211
4212         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4213 }
4214
4215 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4216                                        u64 val)
4217 {
4218         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4219         struct mem_cgroup *parent;
4220
4221         if (val > 100)
4222                 return -EINVAL;
4223
4224         if (cgrp->parent == NULL)
4225                 return -EINVAL;
4226
4227         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4228
4229         cgroup_lock();
4230
4231         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4232         if ((parent->use_hierarchy) ||
4233             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4234                 cgroup_unlock();
4235                 return -EINVAL;
4236         }
4237
4238         memcg->swappiness = val;
4239
4240         cgroup_unlock();
4241
4242         return 0;
4243 }
4244
4245 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4246 {
4247         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4248         u64 usage;
4249         int i;
4250
4251         rcu_read_lock();
4252         if (!swap)
4253                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4254         else
4255                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4256
4257         if (!t)
4258                 goto unlock;
4259
4260         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4261
4262         /*
4263          * current_threshold points to threshold just below usage.
4264          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4265          * call of __mem_cgroup_threshold().
4266          */
4267         i = t->current_threshold;
4268
4269         /*
4270          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4271          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4272          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4273          * only one element of the array here.
4274          */
4275         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4276                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4277
4278         /* i = current_threshold + 1 */
4279         i++;
4280
4281         /*
4282          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4283          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4284          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4285          * only one element of the array here.
4286          */
4287         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4288                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4289
4290         /* Update current_threshold */
4291         t->current_threshold = i - 1;
4292 unlock:
4293         rcu_read_unlock();
4294 }
4295
4296 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4297 {
4298         while (memcg) {
4299                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4300                 if (do_swap_account)
4301                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4302
4303                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4304         }
4305 }
4306
4307 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4308 {
4309         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4310         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4311
4312         return _a->threshold - _b->threshold;
4313 }
4314
4315 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *mem)
4316 {
4317         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4318
4319         list_for_each_entry(ev, &mem->oom_notify, list)
4320                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4321         return 0;
4322 }
4323
4324 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *mem)
4325 {
4326         struct mem_cgroup *iter;
4327
4328         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
4329                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4330 }
4331
4332 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4333         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4334 {
4335         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4336         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4337         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4338         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4339         u64 threshold, usage;
4340         int i, size, ret;
4341
4342         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4343         if (ret)
4344                 return ret;
4345
4346         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4347
4348         if (type == _MEM)
4349                 thresholds = &memcg->thresholds;
4350         else if (type == _MEMSWAP)
4351                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4352         else
4353                 BUG();
4354
4355         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4356
4357         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4358         if (thresholds->primary)
4359                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4360
4361         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4362
4363         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4364         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4365                         GFP_KERNEL);
4366         if (!new) {
4367                 ret = -ENOMEM;
4368                 goto unlock;
4369         }
4370         new->size = size;
4371
4372         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4373         if (thresholds->primary) {
4374                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4375                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4376         }
4377
4378         /* Add new threshold */
4379         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4380         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4381
4382         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4383         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4384                         compare_thresholds, NULL);
4385
4386         /* Find current threshold */
4387         new->current_threshold = -1;
4388         for (i = 0; i < size; i++) {
4389                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4390                         /*
4391                          * new->current_threshold will not be used until
4392                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4393                          * it here.
4394                          */
4395                         ++new->current_threshold;
4396                 }
4397         }
4398
4399         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4400         kfree(thresholds->spare);
4401         thresholds->spare = thresholds->primary;
4402
4403         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4404
4405         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4406         synchronize_rcu();
4407
4408 unlock:
4409         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4410
4411         return ret;
4412 }
4413
4414 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4415         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4416 {
4417         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4418         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4419         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4420         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4421         u64 usage;
4422         int i, j, size;
4423
4424         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4425         if (type == _MEM)
4426                 thresholds = &memcg->thresholds;
4427         else if (type == _MEMSWAP)
4428                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4429         else
4430                 BUG();
4431
4432         /*
4433          * Something went wrong if we trying to unregister a threshold
4434          * if we don't have thresholds
4435          */
4436         BUG_ON(!thresholds);
4437
4438         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4439
4440         /* Check if a threshold crossed before removing */
4441         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4442
4443         /* Calculate new number of threshold */
4444         size = 0;
4445         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4446                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4447                         size++;
4448         }
4449
4450         new = thresholds->spare;
4451
4452         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4453         if (!size) {
4454                 kfree(new);
4455                 new = NULL;
4456                 goto swap_buffers;
4457         }
4458
4459         new->size = size;
4460
4461         /* Copy thresholds and find current threshold */
4462         new->current_threshold = -1;
4463         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4464                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4465                         continue;
4466
4467                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4468                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4469                         /*
4470                          * new->current_threshold will not be used
4471                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4472                          * it here.
4473                          */
4474                         ++new->current_threshold;
4475                 }
4476                 j++;
4477         }
4478
4479 swap_buffers:
4480         /* Swap primary and spare array */
4481         thresholds->spare = thresholds->primary;
4482         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4483
4484         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4485         synchronize_rcu();
4486
4487         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4488 }
4489
4490 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4491         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4492 {
4493         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4494         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4495         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4496
4497         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4498         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4499         if (!event)
4500                 return -ENOMEM;
4501
4502         mutex_lock(&memcg_oom_mutex);
4503
4504         event->eventfd = eventfd;
4505         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4506
4507         /* already in OOM ? */
4508         if (atomic_read(&memcg->oom_lock))
4509                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4510         mutex_unlock(&memcg_oom_mutex);
4511
4512         return 0;
4513 }
4514
4515 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4516         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4517 {
4518         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4519         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4520         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4521
4522         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4523
4524         mutex_lock(&memcg_oom_mutex);
4525
4526         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &mem->oom_notify, list) {
4527                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4528                         list_del(&ev->list);
4529                         kfree(ev);
4530                 }
4531         }
4532
4533         mutex_unlock(&memcg_oom_mutex);
4534 }
4535
4536 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4537         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4538 {
4539         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4540
4541         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", mem->oom_kill_disable);
4542
4543         if (atomic_read(&mem->oom_lock))
4544                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4545         else
4546                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4547         return 0;
4548 }
4549
4550 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4551         struct cftype *cft, u64 val)
4552 {
4553         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4554         struct mem_cgroup *parent;
4555
4556         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4557         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4558                 return -EINVAL;
4559
4560         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4561
4562         cgroup_lock();
4563         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4564         if ((parent->use_hierarchy) ||
4565             (mem->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4566                 cgroup_unlock();
4567                 return -EINVAL;
4568         }
4569         mem->oom_kill_disable = val;
4570         if (!val)
4571                 memcg_oom_recover(mem);
4572         cgroup_unlock();
4573         return 0;
4574 }
4575
4576 #ifdef CONFIG_NUMA
4577 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4578         .read = seq_read,
4579         .llseek = seq_lseek,
4580         .release = single_release,
4581 };
4582
4583 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4584 {
4585         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4586
4587         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4588         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4589 }
4590 #endif /* CONFIG_NUMA */
4591
4592 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4593         {
4594                 .name = "usage_in_bytes",
4595                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4596                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4597                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4598                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4599         },
4600         {
4601                 .name = "max_usage_in_bytes",
4602                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4603                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4604                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4605         },
4606         {
4607                 .name = "limit_in_bytes",
4608                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4609                 .write_string = mem_cgroup_write,
4610                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4611         },
4612         {
4613                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4614                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4615                 .write_string = mem_cgroup_write,
4616                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4617         },
4618         {
4619                 .name = "failcnt",
4620                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4621                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4622                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4623         },
4624         {
4625                 .name = "stat",
4626                 .read_map = mem_control_stat_show,
4627         },
4628         {
4629                 .name = "force_empty",
4630                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4631         },
4632         {
4633                 .name = "use_hierarchy",
4634                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4635                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4636         },
4637         {
4638                 .name = "swappiness",
4639                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4640                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4641         },
4642         {
4643                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4644                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4645                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4646         },
4647         {
4648                 .name = "oom_control",
4649                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4650                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4651                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4652                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4653                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4654         },
4655 #ifdef CONFIG_NUMA
4656         {
4657                 .name = "numa_stat",
4658                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4659                 .mode = S_IRUGO,
4660         },
4661 #endif
4662 };
4663
4664 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4665 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4666         {
4667                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4668                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4669                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4670                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4671                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4672         },
4673         {
4674                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4675                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4676                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4677                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4678         },
4679         {
4680                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4681                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4682                 .write_string = mem_cgroup_write,
4683                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4684         },
4685         {
4686                 .name = "memsw.failcnt",
4687                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4688                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4689                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4690         },
4691 };
4692
4693 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4694 {
4695         if (!do_swap_account)
4696                 return 0;
4697         return cgroup_add_files(cont, ss, memsw_cgroup_files,
4698                                 ARRAY_SIZE(memsw_cgroup_files));
4699 };
4700 #else
4701 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4702 {
4703         return 0;
4704 }
4705 #endif
4706
4707 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
4708 {
4709         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4710         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4711         enum lru_list l;
4712         int zone, tmp = node;
4713         /*
4714          * This routine is called against possible nodes.
4715          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4716          *
4717          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4718          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4719          *       function.
4720          */
4721         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4722                 tmp = -1;
4723         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4724         if (!pn)
4725                 return 1;
4726
4727         mem->info.nodeinfo[node] = pn;
4728         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4729                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4730                 for_each_lru(l)
4731                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lists[l]);
4732                 mz->usage_in_excess = 0;
4733                 mz->on_tree = false;
4734                 mz->mem = mem;
4735         }
4736         return 0;
4737 }
4738
4739 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
4740 {
4741         kfree(mem->info.nodeinfo[node]);
4742 }
4743
4744 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4745 {
4746         struct mem_cgroup *mem;
4747         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4748
4749         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4750         if (size < PAGE_SIZE)
4751                 mem = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4752         else
4753                 mem = vzalloc(size);
4754
4755         if (!mem)
4756                 return NULL;
4757
4758         mem->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4759         if (!mem->stat)
4760                 goto out_free;
4761         spin_lock_init(&mem->pcp_counter_lock);
4762         return mem;
4763
4764 out_free:
4765         if (size < PAGE_SIZE)
4766                 kfree(mem);
4767         else
4768                 vfree(mem);
4769         return NULL;
4770 }
4771
4772 /*
4773  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4774  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4775  *
4776  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4777  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4778  * it goes down to 0.
4779  *
4780  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4781  */
4782
4783 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *mem)
4784 {
4785         int node;
4786
4787         mem_cgroup_remove_from_trees(mem);
4788         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &mem->css);
4789
4790         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
4791                 free_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node);
4792
4793         free_percpu(mem->stat);
4794         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4795                 kfree(mem);
4796         else
4797                 vfree(mem);
4798 }
4799
4800 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *mem)
4801 {
4802         atomic_inc(&mem->refcnt);
4803 }
4804
4805 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *mem, int count)
4806 {
4807         if (atomic_sub_and_test(count, &mem->refcnt)) {
4808                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(mem);
4809                 __mem_cgroup_free(mem);
4810                 if (parent)
4811                         mem_cgroup_put(parent);
4812         }
4813 }
4814
4815 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *mem)
4816 {
4817         __mem_cgroup_put(mem, 1);
4818 }
4819
4820 /*
4821  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4822  */
4823 static struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *mem)
4824 {
4825         if (!mem->res.parent)
4826                 return NULL;
4827         return mem_cgroup_from_res_counter(mem->res.parent, res);
4828 }
4829
4830 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4831 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4832 {
4833         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4834                 do_swap_account = 1;
4835 }
4836 #else
4837 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4838 {
4839 }
4840 #endif
4841
4842 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4843 {
4844         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4845         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4846         int tmp, node, zone;
4847
4848         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
4849                 tmp = node;
4850                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4851                         tmp = -1;
4852                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4853                 if (!rtpn)
4854                         return 1;
4855
4856                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4857
4858                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4859                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4860                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4861                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4862                 }
4863         }
4864         return 0;
4865 }
4866
4867 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4868 mem_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
4869 {
4870         struct mem_cgroup *mem, *parent;
4871         long error = -ENOMEM;
4872         int node;
4873
4874         mem = mem_cgroup_alloc();
4875         if (!mem)
4876                 return ERR_PTR(error);
4877
4878         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
4879                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node))
4880                         goto free_out;
4881
4882         /* root ? */
4883         if (cont->parent == NULL) {
4884                 int cpu;
4885                 enable_swap_cgroup();
4886                 parent = NULL;
4887                 root_mem_cgroup = mem;
4888                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4889                         goto free_out;
4890                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4891                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4892                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4893                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4894                 }
4895                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4896         } else {
4897                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4898                 mem->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4899                 mem->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4900         }
4901
4902         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4903                 res_counter_init(&mem->res, &parent->res);
4904                 res_counter_init(&mem->memsw, &parent->memsw);
4905                 /*
4906                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4907                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4908                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4909                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
4910                  */
4911                 mem_cgroup_get(parent);
4912         } else {
4913                 res_counter_init(&mem->res, NULL);
4914                 res_counter_init(&mem->memsw, NULL);
4915         }
4916         mem->last_scanned_child = 0;
4917         mem->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4918         INIT_LIST_HEAD(&mem->oom_notify);
4919
4920         if (parent)
4921                 mem->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4922         atomic_set(&mem->refcnt, 1);
4923         mem->move_charge_at_immigrate = 0;
4924         mutex_init(&mem->thresholds_lock);
4925         return &mem->css;
4926 free_out:
4927         __mem_cgroup_free(mem);
4928         root_mem_cgroup = NULL;
4929         return ERR_PTR(error);
4930 }
4931
4932 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4933                                         struct cgroup *cont)
4934 {
4935         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
4936
4937         return mem_cgroup_force_empty(mem, false);
4938 }
4939
4940 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4941                                 struct cgroup *cont)
4942 {
4943         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
4944
4945         mem_cgroup_put(mem);
4946 }
4947
4948 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
4949                                 struct cgroup *cont)
4950 {
4951         int ret;
4952
4953         ret = cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
4954                                 ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
4955
4956         if (!ret)
4957                 ret = register_memsw_files(cont, ss);
4958         return ret;
4959 }
4960
4961 #ifdef CONFIG_MMU
4962 /* Handlers for move charge at task migration. */
4963 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
4964 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4965 {
4966         int ret = 0;
4967         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
4968         struct mem_cgroup *mem = mc.to;
4969
4970         if (mem_cgroup_is_root(mem)) {
4971                 mc.precharge += count;
4972                 /* we don't need css_get for root */
4973                 return ret;
4974         }
4975         /* try to charge at once */
4976         if (count > 1) {
4977                 struct res_counter *dummy;
4978                 /*
4979                  * "mem" cannot be under rmdir() because we've already checked
4980                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
4981                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
4982                  * css_get().
4983                  */
4984                 if (res_counter_charge(&mem->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
4985                         goto one_by_one;
4986                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&mem->memsw,
4987                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
4988                         res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE * count);
4989                         goto one_by_one;
4990                 }
4991                 mc.precharge += count;
4992                 return ret;
4993         }
4994 one_by_one:
4995         /* fall back to one by one charge */
4996         while (count--) {
4997                 if (signal_pending(current)) {
4998                         ret = -EINTR;
4999                         break;
5000                 }
5001                 if (!batch_count--) {
5002                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5003                         cond_resched();
5004                 }
5005                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, GFP_KERNEL, 1, &mem, false);
5006                 if (ret || !mem)
5007                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5008                         return -ENOMEM;
5009                 mc.precharge++;
5010         }
5011         return ret;
5012 }
5013
5014 /**
5015  * is_target_pte_for_mc - check a pte whether it is valid for move charge
5016  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5017  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5018  * @ptent: the pte to be checked
5019  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5020  *
5021  * Returns
5022  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5023  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5024  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5025  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5026  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5027  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5028  *     in target->ent.
5029  *
5030  * Called with pte lock held.
5031  */
5032 union mc_target {
5033         struct page     *page;
5034         swp_entry_t     ent;
5035 };
5036
5037 enum mc_target_type {
5038         MC_TARGET_NONE, /* not used */
5039         MC_TARGET_PAGE,
5040         MC_TARGET_SWAP,
5041 };
5042
5043 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5044                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5045 {
5046         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5047
5048         if (!page || !page_mapped(page))
5049                 return NULL;
5050         if (PageAnon(page)) {
5051                 /* we don't move shared anon */
5052                 if (!move_anon() || page_mapcount(page) > 2)
5053                         return NULL;
5054         } else if (!move_file())
5055                 /* we ignore mapcount for file pages */
5056                 return NULL;
5057         if (!get_page_unless_zero(page))
5058                 return NULL;
5059
5060         return page;
5061 }
5062
5063 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5064                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5065 {
5066         int usage_count;
5067         struct page *page = NULL;
5068         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5069
5070         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5071                 return NULL;
5072         usage_count = mem_cgroup_count_swap_user(ent, &page);
5073         if (usage_count > 1) { /* we don't move shared anon */
5074                 if (page)
5075                         put_page(page);
5076                 return NULL;
5077         }
5078         if (do_swap_account)
5079                 entry->val = ent.val;
5080
5081         return page;
5082 }
5083
5084 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5085                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5086 {
5087         struct page *page = NULL;
5088         struct inode *inode;
5089         struct address_space *mapping;
5090         pgoff_t pgoff;
5091
5092         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5093                 return NULL;
5094         if (!move_file())
5095                 return NULL;
5096
5097         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5098         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5099         if (pte_none(ptent))
5100                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5101         else /* pte_file(ptent) is true */
5102                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5103
5104         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5105         if (!mapping_cap_swap_backed(mapping)) { /* normal file */
5106                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5107         } else { /* shmem/tmpfs file. we should take account of swap too. */
5108                 swp_entry_t ent;
5109                 mem_cgroup_get_shmem_target(inode, pgoff, &page, &ent);
5110                 if (do_swap_account)
5111                         entry->val = ent.val;
5112         }
5113
5114         return page;
5115 }
5116
5117 static int is_target_pte_for_mc(struct vm_area_struct *vma,
5118                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5119 {
5120         struct page *page = NULL;
5121         struct page_cgroup *pc;
5122         int ret = 0;
5123         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5124
5125         if (pte_present(ptent))
5126                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5127         else if (is_swap_pte(ptent))
5128                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5129         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5130                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5131
5132         if (!page && !ent.val)
5133                 return 0;
5134         if (page) {
5135                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5136                 /*
5137                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5138                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5139                  * the lock.
5140                  */
5141                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5142                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5143                         if (target)
5144                                 target->page = page;
5145                 }
5146                 if (!ret || !target)
5147                         put_page(page);
5148         }
5149         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5150         if (ent.val && !ret &&
5151                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup(ent)) {
5152                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5153                 if (target)
5154                         target->ent = ent;
5155         }
5156         return ret;
5157 }
5158
5159 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5160                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5161                                         struct mm_walk *walk)
5162 {
5163         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5164         pte_t *pte;
5165         spinlock_t *ptl;
5166
5167         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5168
5169         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5170         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5171                 if (is_target_pte_for_mc(vma, addr, *pte, NULL))
5172                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5173         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5174         cond_resched();
5175
5176         return 0;
5177 }
5178
5179 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5180 {
5181         unsigned long precharge;
5182         struct vm_area_struct *vma;
5183
5184         down_read(&mm->mmap_sem);
5185         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5186                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5187                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5188                         .mm = mm,
5189                         .private = vma,
5190                 };
5191                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5192                         continue;
5193                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5194                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5195         }
5196         up_read(&mm->mmap_sem);
5197
5198         precharge = mc.precharge;
5199         mc.precharge = 0;
5200
5201         return precharge;
5202 }
5203
5204 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5205 {
5206         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5207
5208         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5209         mc.moving_task = current;
5210         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5211 }
5212
5213 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5214 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5215 {
5216         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5217         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5218
5219         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5220         if (mc.precharge) {
5221                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5222                 mc.precharge = 0;
5223         }
5224         /*
5225          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5226          * we must uncharge here.
5227          */
5228         if (mc.moved_charge) {
5229                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5230                 mc.moved_charge = 0;
5231         }
5232         /* we must fixup refcnts and charges */
5233         if (mc.moved_swap) {
5234                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5235                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5236                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5237                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5238                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5239
5240                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5241                         /*
5242                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5243                          * uncharge to->res.
5244                          */
5245                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5246                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5247                 }
5248                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5249                 mc.moved_swap = 0;
5250         }
5251         memcg_oom_recover(from);
5252         memcg_oom_recover(to);
5253         wake_up_all(&mc.waitq);
5254 }
5255
5256 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5257 {
5258         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5259
5260         /*
5261          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5262          * task migration.
5263          */
5264         mc.moving_task = NULL;
5265         __mem_cgroup_clear_mc();
5266         spin_lock(&mc.lock);
5267         mc.from = NULL;
5268         mc.to = NULL;
5269         spin_unlock(&mc.lock);
5270         mem_cgroup_end_move(from);
5271 }
5272
5273 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5274                                 struct cgroup *cgroup,
5275                                 struct task_struct *p)
5276 {
5277         int ret = 0;
5278         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5279
5280         if (mem->move_charge_at_immigrate) {
5281                 struct mm_struct *mm;
5282                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5283
5284                 VM_BUG_ON(from == mem);
5285
5286                 mm = get_task_mm(p);
5287                 if (!mm)
5288                         return 0;
5289                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5290                 if (mm->owner == p) {
5291                         VM_BUG_ON(mc.from);
5292                         VM_BUG_ON(mc.to);
5293                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5294                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5295                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5296                         mem_cgroup_start_move(from);
5297                         spin_lock(&mc.lock);
5298                         mc.from = from;
5299                         mc.to = mem;
5300                         spin_unlock(&mc.lock);
5301                         /* We set mc.moving_task later */
5302
5303                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5304                         if (ret)
5305                                 mem_cgroup_clear_mc();
5306                 }
5307                 mmput(mm);
5308         }
5309         return ret;
5310 }
5311
5312 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5313                                 struct cgroup *cgroup,
5314                                 struct task_struct *p)
5315 {
5316         mem_cgroup_clear_mc();
5317 }
5318
5319 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5320                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5321                                 struct mm_walk *walk)
5322 {
5323         int ret = 0;
5324         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5325         pte_t *pte;
5326         spinlock_t *ptl;
5327
5328         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5329 retry:
5330         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5331         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5332                 pte_t ptent = *(pte++);
5333                 union mc_target target;
5334                 int type;
5335                 struct page *page;
5336                 struct page_cgroup *pc;
5337                 swp_entry_t ent;
5338
5339                 if (!mc.precharge)
5340                         break;
5341
5342                 type = is_target_pte_for_mc(vma, addr, ptent, &target);
5343                 switch (type) {
5344                 case MC_TARGET_PAGE:
5345                         page = target.page;
5346                         if (isolate_lru_page(page))
5347                                 goto put;
5348                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5349                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5350                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5351                                 mc.precharge--;
5352                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5353                                 mc.moved_charge++;
5354                         }
5355                         putback_lru_page(page);
5356 put:                    /* is_target_pte_for_mc() gets the page */
5357                         put_page(page);
5358                         break;
5359                 case MC_TARGET_SWAP:
5360                         ent = target.ent;
5361                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent,
5362                                                 mc.from, mc.to, false)) {
5363                                 mc.precharge--;
5364                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5365                                 mc.moved_swap++;
5366                         }
5367                         break;
5368                 default:
5369                         break;
5370                 }
5371         }
5372         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5373         cond_resched();
5374
5375         if (addr != end) {
5376                 /*
5377                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5378                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5379                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5380                  * phase.
5381                  */
5382                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5383                 if (!ret)
5384                         goto retry;
5385         }
5386
5387         return ret;
5388 }
5389
5390 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5391 {
5392         struct vm_area_struct *vma;
5393
5394         lru_add_drain_all();
5395 retry:
5396         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5397                 /*
5398                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5399                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5400                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5401                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5402                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5403                  */
5404                 __mem_cgroup_clear_mc();
5405                 cond_resched();
5406                 goto retry;
5407         }
5408         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5409                 int ret;
5410                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5411                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5412                         .mm = mm,
5413                         .private = vma,
5414                 };
5415                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5416                         continue;
5417                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5418                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5419                 if (ret)
5420                         /*
5421                          * means we have consumed all precharges and failed in
5422                          * doing additional charge. Just abandon here.
5423                          */
5424                         break;
5425         }
5426         up_read(&mm->mmap_sem);
5427 }
5428
5429 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5430                                 struct cgroup *cont,
5431                                 struct cgroup *old_cont,
5432                                 struct task_struct *p)
5433 {
5434         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5435
5436         if (mm) {
5437                 if (mc.to)
5438                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5439                 put_swap_token(mm);
5440                 mmput(mm);
5441         }
5442         if (mc.to)
5443                 mem_cgroup_clear_mc();
5444 }
5445 #else   /* !CONFIG_MMU */
5446 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5447                                 struct cgroup *cgroup,
5448                                 struct task_struct *p)
5449 {
5450         return 0;
5451 }
5452 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5453                                 struct cgroup *cgroup,
5454                                 struct task_struct *p)
5455 {
5456 }
5457 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5458                                 struct cgroup *cont,
5459                                 struct cgroup *old_cont,
5460                                 struct task_struct *p)
5461 {
5462 }
5463 #endif
5464
5465 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5466         .name = "memory",
5467         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5468         .create = mem_cgroup_create,
5469         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5470         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5471         .populate = mem_cgroup_populate,
5472         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5473         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5474         .attach = mem_cgroup_move_task,
5475         .early_init = 0,
5476         .use_id = 1,
5477 };
5478
5479 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5480 static int __init enable_swap_account(char *s)
5481 {
5482         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5483         if (!strcmp(s, "1"))
5484                 really_do_swap_account = 1;
5485         else if (!strcmp(s, "0"))
5486                 really_do_swap_account = 0;
5487         return 1;
5488 }
5489 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5490
5491 #endif