oom, memcg: fix exclusion of memcg threads after they have detached their mm
[linux-2.6.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/mutex.h>
38 #include <linux/rbtree.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/tcp_memcontrol.h>
55
56 #include <asm/uaccess.h>
57
58 #include <trace/events/vmscan.h>
59
60 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
61 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
62 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
63
64 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
65 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
66 int do_swap_account __read_mostly;
67
68 /* for remember boot option*/
69 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
70 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
71 #else
72 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
73 #endif
74
75 #else
76 #define do_swap_account         (0)
77 #endif
78
79
80 /*
81  * Statistics for memory cgroup.
82  */
83 enum mem_cgroup_stat_index {
84         /*
85          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
86          */
87         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
88         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
89         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
90         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
91         MEM_CGROUP_STAT_DATA, /* end of data requires synchronization */
92         MEM_CGROUP_ON_MOVE,     /* someone is moving account between groups */
93         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
94 };
95
96 enum mem_cgroup_events_index {
97         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
103 };
104 /*
105  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
106  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
107  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
108  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
109  */
110 enum mem_cgroup_events_target {
111         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
112         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
113         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
114         MEM_CGROUP_NTARGETS,
115 };
116 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET (128)
117 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET (1024)
118 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  (1024)
119
120 struct mem_cgroup_stat_cpu {
121         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
122         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
123         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
124 };
125
126 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
127         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
128         int position;
129         /* scan generation, increased every round-trip */
130         unsigned int generation;
131 };
132
133 /*
134  * per-zone information in memory controller.
135  */
136 struct mem_cgroup_per_zone {
137         struct lruvec           lruvec;
138         unsigned long           count[NR_LRU_LISTS];
139
140         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
141
142         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
143         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
144         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
145                                                 /* the soft limit is exceeded*/
146         bool                    on_tree;
147         struct mem_cgroup       *mem;           /* Back pointer, we cannot */
148                                                 /* use container_of        */
149 };
150 /* Macro for accessing counter */
151 #define MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx)       ((mz)->count[(idx)])
152
153 struct mem_cgroup_per_node {
154         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
155 };
156
157 struct mem_cgroup_lru_info {
158         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
159 };
160
161 /*
162  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
163  * their hierarchy representation
164  */
165
166 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
167         struct rb_root rb_root;
168         spinlock_t lock;
169 };
170
171 struct mem_cgroup_tree_per_node {
172         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
173 };
174
175 struct mem_cgroup_tree {
176         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
177 };
178
179 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
180
181 struct mem_cgroup_threshold {
182         struct eventfd_ctx *eventfd;
183         u64 threshold;
184 };
185
186 /* For threshold */
187 struct mem_cgroup_threshold_ary {
188         /* An array index points to threshold just below usage. */
189         int current_threshold;
190         /* Size of entries[] */
191         unsigned int size;
192         /* Array of thresholds */
193         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
194 };
195
196 struct mem_cgroup_thresholds {
197         /* Primary thresholds array */
198         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
199         /*
200          * Spare threshold array.
201          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
202          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
203          */
204         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
205 };
206
207 /* for OOM */
208 struct mem_cgroup_eventfd_list {
209         struct list_head list;
210         struct eventfd_ctx *eventfd;
211 };
212
213 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
214 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
215
216 /*
217  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
218  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
219  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
220  * to help the administrator determine what knobs to tune.
221  *
222  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
223  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
224  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
225  * a feature that will be implemented much later in the future.
226  */
227 struct mem_cgroup {
228         struct cgroup_subsys_state css;
229         /*
230          * the counter to account for memory usage
231          */
232         struct res_counter res;
233         /*
234          * the counter to account for mem+swap usage.
235          */
236         struct res_counter memsw;
237         /*
238          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
239          * per zone LRU lists.
240          */
241         struct mem_cgroup_lru_info info;
242         int last_scanned_node;
243 #if MAX_NUMNODES > 1
244         nodemask_t      scan_nodes;
245         atomic_t        numainfo_events;
246         atomic_t        numainfo_updating;
247 #endif
248         /*
249          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
250          */
251         bool use_hierarchy;
252
253         bool            oom_lock;
254         atomic_t        under_oom;
255
256         atomic_t        refcnt;
257
258         int     swappiness;
259         /* OOM-Killer disable */
260         int             oom_kill_disable;
261
262         /* set when res.limit == memsw.limit */
263         bool            memsw_is_minimum;
264
265         /* protect arrays of thresholds */
266         struct mutex thresholds_lock;
267
268         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
269         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
270
271         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
272         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
273
274         /* For oom notifier event fd */
275         struct list_head oom_notify;
276
277         /*
278          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
279          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
280          */
281         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
282         /*
283          * percpu counter.
284          */
285         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
286         /*
287          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
288          * See mem_cgroup_read_stat().
289          */
290         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
291         spinlock_t pcp_counter_lock;
292
293 #ifdef CONFIG_INET
294         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
295 #endif
296 };
297
298 /* Stuffs for move charges at task migration. */
299 /*
300  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
301  * left-shifted bitmap of these types.
302  */
303 enum move_type {
304         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
305         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
306         NR_MOVE_TYPE,
307 };
308
309 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
310 static struct move_charge_struct {
311         spinlock_t        lock; /* for from, to */
312         struct mem_cgroup *from;
313         struct mem_cgroup *to;
314         unsigned long precharge;
315         unsigned long moved_charge;
316         unsigned long moved_swap;
317         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
318         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
319 } mc = {
320         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
321         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
322 };
323
324 static bool move_anon(void)
325 {
326         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
327                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
328 }
329
330 static bool move_file(void)
331 {
332         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
333                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
334 }
335
336 /*
337  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
338  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
339  */
340 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
341 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
342
343 enum charge_type {
344         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
345         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
346         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
347         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
348         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
349         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
350         NR_CHARGE_TYPE,
351 };
352
353 /* for encoding cft->private value on file */
354 #define _MEM                    (0)
355 #define _MEMSWAP                (1)
356 #define _OOM_TYPE               (2)
357 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
358 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
359 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
360 /* Used for OOM nofiier */
361 #define OOM_CONTROL             (0)
362
363 /*
364  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
365  */
366 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
367 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
368 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
369 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
370
371 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
372 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
373
374 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
375 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
376 #ifdef CONFIG_INET
377 #include <net/sock.h>
378 #include <net/ip.h>
379
380 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
381 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
382 {
383         if (static_branch(&memcg_socket_limit_enabled)) {
384                 struct mem_cgroup *memcg;
385
386                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
387
388                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
389                  * filled. It won't however, necessarily happen from
390                  * process context. So the test for root memcg given
391                  * the current task's memcg won't help us in this case.
392                  *
393                  * Respecting the original socket's memcg is a better
394                  * decision in this case.
395                  */
396                 if (sk->sk_cgrp) {
397                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
398                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
399                         return;
400                 }
401
402                 rcu_read_lock();
403                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
404                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
405                         mem_cgroup_get(memcg);
406                         sk->sk_cgrp = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
407                 }
408                 rcu_read_unlock();
409         }
410 }
411 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
412
413 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
414 {
415         if (static_branch(&memcg_socket_limit_enabled) && sk->sk_cgrp) {
416                 struct mem_cgroup *memcg;
417                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
418                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
419                 mem_cgroup_put(memcg);
420         }
421 }
422
423 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
424 {
425         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
426                 return NULL;
427
428         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
429 }
430 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
431 #endif /* CONFIG_INET */
432 #endif /* CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM */
433
434 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
435
436 static struct mem_cgroup_per_zone *
437 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
438 {
439         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
440 }
441
442 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
443 {
444         return &memcg->css;
445 }
446
447 static struct mem_cgroup_per_zone *
448 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
449 {
450         int nid = page_to_nid(page);
451         int zid = page_zonenum(page);
452
453         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
454 }
455
456 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
457 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
458 {
459         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
460 }
461
462 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
463 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
464 {
465         int nid = page_to_nid(page);
466         int zid = page_zonenum(page);
467
468         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
469 }
470
471 static void
472 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
473                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
474                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
475                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
476 {
477         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
478         struct rb_node *parent = NULL;
479         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
480
481         if (mz->on_tree)
482                 return;
483
484         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
485         if (!mz->usage_in_excess)
486                 return;
487         while (*p) {
488                 parent = *p;
489                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
490                                         tree_node);
491                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
492                         p = &(*p)->rb_left;
493                 /*
494                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
495                  * limit by the same amount
496                  */
497                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
498                         p = &(*p)->rb_right;
499         }
500         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
501         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
502         mz->on_tree = true;
503 }
504
505 static void
506 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
507                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
508                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
509 {
510         if (!mz->on_tree)
511                 return;
512         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
513         mz->on_tree = false;
514 }
515
516 static void
517 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
518                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
519                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
520 {
521         spin_lock(&mctz->lock);
522         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
523         spin_unlock(&mctz->lock);
524 }
525
526
527 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
528 {
529         unsigned long long excess;
530         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
531         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
532         int nid = page_to_nid(page);
533         int zid = page_zonenum(page);
534         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
535
536         /*
537          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
538          * because their event counter is not touched.
539          */
540         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
541                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
542                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
543                 /*
544                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
545                  * mem is over its softlimit.
546                  */
547                 if (excess || mz->on_tree) {
548                         spin_lock(&mctz->lock);
549                         /* if on-tree, remove it */
550                         if (mz->on_tree)
551                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
552                         /*
553                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
554                          * If excess is 0, no tree ops.
555                          */
556                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
557                         spin_unlock(&mctz->lock);
558                 }
559         }
560 }
561
562 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
563 {
564         int node, zone;
565         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
566         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
567
568         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
569                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
570                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
571                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
572                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
573                 }
574         }
575 }
576
577 static struct mem_cgroup_per_zone *
578 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
579 {
580         struct rb_node *rightmost = NULL;
581         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
582
583 retry:
584         mz = NULL;
585         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
586         if (!rightmost)
587                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
588
589         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
590         /*
591          * Remove the node now but someone else can add it back,
592          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
593          * position in the tree.
594          */
595         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
596         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res) ||
597                 !css_tryget(&mz->mem->css))
598                 goto retry;
599 done:
600         return mz;
601 }
602
603 static struct mem_cgroup_per_zone *
604 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
605 {
606         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
607
608         spin_lock(&mctz->lock);
609         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
610         spin_unlock(&mctz->lock);
611         return mz;
612 }
613
614 /*
615  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
616  *
617  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
618  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
619  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
620  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
621  *
622  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
623  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
624  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
625  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
626  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
627  *
628  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
629  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
630  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
631  * implemented.
632  */
633 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
634                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
635 {
636         long val = 0;
637         int cpu;
638
639         get_online_cpus();
640         for_each_online_cpu(cpu)
641                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
642 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
643         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
644         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
645         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
646 #endif
647         put_online_cpus();
648         return val;
649 }
650
651 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
652                                          bool charge)
653 {
654         int val = (charge) ? 1 : -1;
655         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
656 }
657
658 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
659                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
660 {
661         unsigned long val = 0;
662         int cpu;
663
664         for_each_online_cpu(cpu)
665                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
666 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
667         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
668         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
669         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
670 #endif
671         return val;
672 }
673
674 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
675                                          bool file, int nr_pages)
676 {
677         preempt_disable();
678
679         if (file)
680                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
681                                 nr_pages);
682         else
683                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
684                                 nr_pages);
685
686         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
687         if (nr_pages > 0)
688                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
689         else {
690                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
691                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
692         }
693
694         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
695
696         preempt_enable();
697 }
698
699 unsigned long
700 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
701                         unsigned int lru_mask)
702 {
703         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
704         enum lru_list l;
705         unsigned long ret = 0;
706
707         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
708
709         for_each_lru(l) {
710                 if (BIT(l) & lru_mask)
711                         ret += MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, l);
712         }
713         return ret;
714 }
715
716 static unsigned long
717 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
718                         int nid, unsigned int lru_mask)
719 {
720         u64 total = 0;
721         int zid;
722
723         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
724                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
725                                                 nid, zid, lru_mask);
726
727         return total;
728 }
729
730 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
731                         unsigned int lru_mask)
732 {
733         int nid;
734         u64 total = 0;
735
736         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
737                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
738         return total;
739 }
740
741 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
742                                        enum mem_cgroup_events_target target)
743 {
744         unsigned long val, next;
745
746         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
747         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
748         /* from time_after() in jiffies.h */
749         if ((long)next - (long)val < 0) {
750                 switch (target) {
751                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
752                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
753                         break;
754                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
755                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
756                         break;
757                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
758                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
759                         break;
760                 default:
761                         break;
762                 }
763                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
764                 return true;
765         }
766         return false;
767 }
768
769 /*
770  * Check events in order.
771  *
772  */
773 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
774 {
775         preempt_disable();
776         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
777         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
778                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
779                 bool do_softlimit, do_numainfo;
780
781                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
782                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
783 #if MAX_NUMNODES > 1
784                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
785                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
786 #endif
787                 preempt_enable();
788
789                 mem_cgroup_threshold(memcg);
790                 if (unlikely(do_softlimit))
791                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
792 #if MAX_NUMNODES > 1
793                 if (unlikely(do_numainfo))
794                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
795 #endif
796         } else
797                 preempt_enable();
798 }
799
800 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
801 {
802         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
803                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
804                                 css);
805 }
806
807 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
808 {
809         /*
810          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
811          * if it races with swapoff, page migration, etc.
812          * So this can be called with p == NULL.
813          */
814         if (unlikely(!p))
815                 return NULL;
816
817         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
818                                 struct mem_cgroup, css);
819 }
820
821 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
822 {
823         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
824
825         if (!mm)
826                 return NULL;
827         /*
828          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
829          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
830          * pessimistic (rather than adding locks here).
831          */
832         rcu_read_lock();
833         do {
834                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
835                 if (unlikely(!memcg))
836                         break;
837         } while (!css_tryget(&memcg->css));
838         rcu_read_unlock();
839         return memcg;
840 }
841
842 /**
843  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
844  * @root: hierarchy root
845  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
846  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
847  *
848  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
849  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
850  *
851  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
852  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
853  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
854  *
855  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
856  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
857  * reclaimers operating on the same zone and priority.
858  */
859 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
860                                    struct mem_cgroup *prev,
861                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
862 {
863         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
864         int id = 0;
865
866         if (mem_cgroup_disabled())
867                 return NULL;
868
869         if (!root)
870                 root = root_mem_cgroup;
871
872         if (prev && !reclaim)
873                 id = css_id(&prev->css);
874
875         if (prev && prev != root)
876                 css_put(&prev->css);
877
878         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
879                 if (prev)
880                         return NULL;
881                 return root;
882         }
883
884         while (!memcg) {
885                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
886                 struct cgroup_subsys_state *css;
887
888                 if (reclaim) {
889                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
890                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
891                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
892
893                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
894                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
895                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
896                                 return NULL;
897                         id = iter->position;
898                 }
899
900                 rcu_read_lock();
901                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
902                 if (css) {
903                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
904                                 memcg = container_of(css,
905                                                      struct mem_cgroup, css);
906                 } else
907                         id = 0;
908                 rcu_read_unlock();
909
910                 if (reclaim) {
911                         iter->position = id;
912                         if (!css)
913                                 iter->generation++;
914                         else if (!prev && memcg)
915                                 reclaim->generation = iter->generation;
916                 }
917
918                 if (prev && !css)
919                         return NULL;
920         }
921         return memcg;
922 }
923
924 /**
925  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
926  * @root: hierarchy root
927  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
928  */
929 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
930                            struct mem_cgroup *prev)
931 {
932         if (!root)
933                 root = root_mem_cgroup;
934         if (prev && prev != root)
935                 css_put(&prev->css);
936 }
937
938 /*
939  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
940  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
941  * be used for reference counting.
942  */
943 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
944         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
945              iter != NULL;                              \
946              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
947
948 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
949         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
950              iter != NULL;                              \
951              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
952
953 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
954 {
955         return (memcg == root_mem_cgroup);
956 }
957
958 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
959 {
960         struct mem_cgroup *memcg;
961
962         if (!mm)
963                 return;
964
965         rcu_read_lock();
966         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
967         if (unlikely(!memcg))
968                 goto out;
969
970         switch (idx) {
971         case PGFAULT:
972                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
973                 break;
974         case PGMAJFAULT:
975                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
976                 break;
977         default:
978                 BUG();
979         }
980 out:
981         rcu_read_unlock();
982 }
983 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
984
985 /**
986  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
987  * @zone: zone of the wanted lruvec
988  * @mem: memcg of the wanted lruvec
989  *
990  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
991  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
992  * is disabled.
993  */
994 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
995                                       struct mem_cgroup *memcg)
996 {
997         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
998
999         if (mem_cgroup_disabled())
1000                 return &zone->lruvec;
1001
1002         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1003         return &mz->lruvec;
1004 }
1005
1006 /*
1007  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1008  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1009  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1010  *
1011  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1012  * 1. charge
1013  * 2. moving account
1014  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1015  * It is added to LRU before charge.
1016  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1017  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1018  */
1019
1020 /**
1021  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1022  * @zone: zone of the page
1023  * @page: the page
1024  * @lru: current lru
1025  *
1026  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1027  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1028  *
1029  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1030  * the returned lruvec->lists[@lru].
1031  */
1032 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1033                                        enum lru_list lru)
1034 {
1035         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1036         struct mem_cgroup *memcg;
1037         struct page_cgroup *pc;
1038
1039         if (mem_cgroup_disabled())
1040                 return &zone->lruvec;
1041
1042         pc = lookup_page_cgroup(page);
1043         VM_BUG_ON(PageCgroupAcctLRU(pc));
1044         /*
1045          * putback:                             charge:
1046          * SetPageLRU                           SetPageCgroupUsed
1047          * smp_mb                               smp_mb
1048          * PageCgroupUsed && add to memcg LRU   PageLRU && add to memcg LRU
1049          *
1050          * Ensure that one of the two sides adds the page to the memcg
1051          * LRU during a race.
1052          */
1053         smp_mb();
1054         /*
1055          * If the page is uncharged, it may be freed soon, but it
1056          * could also be swap cache (readahead, swapoff) that needs to
1057          * be reclaimable in the future.  root_mem_cgroup will babysit
1058          * it for the time being.
1059          */
1060         if (PageCgroupUsed(pc)) {
1061                 /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1062                 smp_rmb();
1063                 memcg = pc->mem_cgroup;
1064                 SetPageCgroupAcctLRU(pc);
1065         } else
1066                 memcg = root_mem_cgroup;
1067         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1068         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1069         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) += 1 << compound_order(page);
1070         return &mz->lruvec;
1071 }
1072
1073 /**
1074  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1075  * @page: the page
1076  * @lru: target lru
1077  *
1078  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1079  *
1080  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1081  * @page->lru.
1082  */
1083 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1084 {
1085         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1086         struct mem_cgroup *memcg;
1087         struct page_cgroup *pc;
1088
1089         if (mem_cgroup_disabled())
1090                 return;
1091
1092         pc = lookup_page_cgroup(page);
1093         /*
1094          * root_mem_cgroup babysits uncharged LRU pages, but
1095          * PageCgroupUsed is cleared when the page is about to get
1096          * freed.  PageCgroupAcctLRU remembers whether the
1097          * LRU-accounting happened against pc->mem_cgroup or
1098          * root_mem_cgroup.
1099          */
1100         if (TestClearPageCgroupAcctLRU(pc)) {
1101                 VM_BUG_ON(!pc->mem_cgroup);
1102                 memcg = pc->mem_cgroup;
1103         } else
1104                 memcg = root_mem_cgroup;
1105         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1106         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1107         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1 << compound_order(page);
1108 }
1109
1110 void mem_cgroup_lru_del(struct page *page)
1111 {
1112         mem_cgroup_lru_del_list(page, page_lru(page));
1113 }
1114
1115 /**
1116  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1117  * @zone: zone of the page
1118  * @page: the page
1119  * @from: current lru
1120  * @to: target lru
1121  *
1122  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1123  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1124  * @page is charged to.
1125  *
1126  * The callsite is then responsible for physically relinking
1127  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1128  */
1129 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1130                                          struct page *page,
1131                                          enum lru_list from,
1132                                          enum lru_list to)
1133 {
1134         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1135         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1136         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1137 }
1138
1139 /*
1140  * At handling SwapCache and other FUSE stuff, pc->mem_cgroup may be changed
1141  * while it's linked to lru because the page may be reused after it's fully
1142  * uncharged. To handle that, unlink page_cgroup from LRU when charge it again.
1143  * It's done under lock_page and expected that zone->lru_lock isnever held.
1144  */
1145 static void mem_cgroup_lru_del_before_commit(struct page *page)
1146 {
1147         enum lru_list lru;
1148         unsigned long flags;
1149         struct zone *zone = page_zone(page);
1150         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1151
1152         /*
1153          * Doing this check without taking ->lru_lock seems wrong but this
1154          * is safe. Because if page_cgroup's USED bit is unset, the page
1155          * will not be added to any memcg's LRU. If page_cgroup's USED bit is
1156          * set, the commit after this will fail, anyway.
1157          * This all charge/uncharge is done under some mutual execustion.
1158          * So, we don't need to taking care of changes in USED bit.
1159          */
1160         if (likely(!PageLRU(page)))
1161                 return;
1162
1163         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1164         lru = page_lru(page);
1165         /*
1166          * The uncharged page could still be registered to the LRU of
1167          * the stale pc->mem_cgroup.
1168          *
1169          * As pc->mem_cgroup is about to get overwritten, the old LRU
1170          * accounting needs to be taken care of.  Let root_mem_cgroup
1171          * babysit the page until the new memcg is responsible for it.
1172          *
1173          * The PCG_USED bit is guarded by lock_page() as the page is
1174          * swapcache/pagecache.
1175          */
1176         if (PageLRU(page) && PageCgroupAcctLRU(pc) && !PageCgroupUsed(pc)) {
1177                 del_page_from_lru_list(zone, page, lru);
1178                 add_page_to_lru_list(zone, page, lru);
1179         }
1180         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1181 }
1182
1183 static void mem_cgroup_lru_add_after_commit(struct page *page)
1184 {
1185         enum lru_list lru;
1186         unsigned long flags;
1187         struct zone *zone = page_zone(page);
1188         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1189         /*
1190          * putback:                             charge:
1191          * SetPageLRU                           SetPageCgroupUsed
1192          * smp_mb                               smp_mb
1193          * PageCgroupUsed && add to memcg LRU   PageLRU && add to memcg LRU
1194          *
1195          * Ensure that one of the two sides adds the page to the memcg
1196          * LRU during a race.
1197          */
1198         smp_mb();
1199         /* taking care of that the page is added to LRU while we commit it */
1200         if (likely(!PageLRU(page)))
1201                 return;
1202         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1203         lru = page_lru(page);
1204         /*
1205          * If the page is not on the LRU, someone will soon put it
1206          * there.  If it is, and also already accounted for on the
1207          * memcg-side, it must be on the right lruvec as setting
1208          * pc->mem_cgroup and PageCgroupUsed is properly ordered.
1209          * Otherwise, root_mem_cgroup has been babysitting the page
1210          * during the charge.  Move it to the new memcg now.
1211          */
1212         if (PageLRU(page) && !PageCgroupAcctLRU(pc)) {
1213                 del_page_from_lru_list(zone, page, lru);
1214                 add_page_to_lru_list(zone, page, lru);
1215         }
1216         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1217 }
1218
1219 /*
1220  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1221  * hierarchy subtree
1222  */
1223 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1224                 struct mem_cgroup *memcg)
1225 {
1226         if (root_memcg != memcg) {
1227                 return (root_memcg->use_hierarchy &&
1228                         css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css));
1229         }
1230
1231         return true;
1232 }
1233
1234 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1235 {
1236         int ret;
1237         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1238         struct task_struct *p;
1239
1240         p = find_lock_task_mm(task);
1241         if (p) {
1242                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1243                 task_unlock(p);
1244         } else {
1245                 /*
1246                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1247                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1248                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1249                  */
1250                 task_lock(task);
1251                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1252                 if (curr)
1253                         css_get(&curr->css);
1254                 task_unlock(task);
1255         }
1256         if (!curr)
1257                 return 0;
1258         /*
1259          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1260          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1261          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1262          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1263          */
1264         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1265         css_put(&curr->css);
1266         return ret;
1267 }
1268
1269 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1270 {
1271         unsigned long inactive_ratio;
1272         int nid = zone_to_nid(zone);
1273         int zid = zone_idx(zone);
1274         unsigned long inactive;
1275         unsigned long active;
1276         unsigned long gb;
1277
1278         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1279                                                 BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1280         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1281                                               BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1282
1283         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1284         if (gb)
1285                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1286         else
1287                 inactive_ratio = 1;
1288
1289         return inactive * inactive_ratio < active;
1290 }
1291
1292 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1293 {
1294         unsigned long active;
1295         unsigned long inactive;
1296         int zid = zone_idx(zone);
1297         int nid = zone_to_nid(zone);
1298
1299         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1300                                                 BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1301         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1302                                               BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1303
1304         return (active > inactive);
1305 }
1306
1307 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1308                                                       struct zone *zone)
1309 {
1310         int nid = zone_to_nid(zone);
1311         int zid = zone_idx(zone);
1312         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1313
1314         return &mz->reclaim_stat;
1315 }
1316
1317 struct zone_reclaim_stat *
1318 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1319 {
1320         struct page_cgroup *pc;
1321         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1322
1323         if (mem_cgroup_disabled())
1324                 return NULL;
1325
1326         pc = lookup_page_cgroup(page);
1327         if (!PageCgroupUsed(pc))
1328                 return NULL;
1329         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1330         smp_rmb();
1331         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1332         return &mz->reclaim_stat;
1333 }
1334
1335 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1336         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1337
1338 /**
1339  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1340  * @mem: the memory cgroup
1341  *
1342  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1343  * pages.
1344  */
1345 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1346 {
1347         unsigned long long margin;
1348
1349         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1350         if (do_swap_account)
1351                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1352         return margin >> PAGE_SHIFT;
1353 }
1354
1355 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1356 {
1357         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1358
1359         /* root ? */
1360         if (cgrp->parent == NULL)
1361                 return vm_swappiness;
1362
1363         return memcg->swappiness;
1364 }
1365
1366 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1367 {
1368         int cpu;
1369
1370         get_online_cpus();
1371         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
1372         for_each_online_cpu(cpu)
1373                 per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) += 1;
1374         memcg->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] += 1;
1375         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
1376         put_online_cpus();
1377
1378         synchronize_rcu();
1379 }
1380
1381 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1382 {
1383         int cpu;
1384
1385         if (!memcg)
1386                 return;
1387         get_online_cpus();
1388         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
1389         for_each_online_cpu(cpu)
1390                 per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) -= 1;
1391         memcg->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] -= 1;
1392         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
1393         put_online_cpus();
1394 }
1395 /*
1396  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1397  *
1398  * mem_cgroup_stealed() - checking a cgroup is mc.from or not. This is used
1399  *                        for avoiding race in accounting. If true,
1400  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1401  *
1402  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1403  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1404  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1405  */
1406
1407 static bool mem_cgroup_stealed(struct mem_cgroup *memcg)
1408 {
1409         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1410         return this_cpu_read(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE]) > 0;
1411 }
1412
1413 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1414 {
1415         struct mem_cgroup *from;
1416         struct mem_cgroup *to;
1417         bool ret = false;
1418         /*
1419          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1420          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1421          */
1422         spin_lock(&mc.lock);
1423         from = mc.from;
1424         to = mc.to;
1425         if (!from)
1426                 goto unlock;
1427
1428         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1429                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1430 unlock:
1431         spin_unlock(&mc.lock);
1432         return ret;
1433 }
1434
1435 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1436 {
1437         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1438                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1439                         DEFINE_WAIT(wait);
1440                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1441                         /* moving charge context might have finished. */
1442                         if (mc.moving_task)
1443                                 schedule();
1444                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1445                         return true;
1446                 }
1447         }
1448         return false;
1449 }
1450
1451 /**
1452  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1453  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1454  * @p: Task that is going to be killed
1455  *
1456  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1457  * enabled
1458  */
1459 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1460 {
1461         struct cgroup *task_cgrp;
1462         struct cgroup *mem_cgrp;
1463         /*
1464          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1465          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1466          * If this assumption is broken, revisit this code.
1467          */
1468         static char memcg_name[PATH_MAX];
1469         int ret;
1470
1471         if (!memcg || !p)
1472                 return;
1473
1474
1475         rcu_read_lock();
1476
1477         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1478         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1479
1480         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1481         if (ret < 0) {
1482                 /*
1483                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1484                  * But we'll still print out the usage information
1485                  */
1486                 rcu_read_unlock();
1487                 goto done;
1488         }
1489         rcu_read_unlock();
1490
1491         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1492
1493         rcu_read_lock();
1494         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1495         if (ret < 0) {
1496                 rcu_read_unlock();
1497                 goto done;
1498         }
1499         rcu_read_unlock();
1500
1501         /*
1502          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1503          */
1504         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1505 done:
1506
1507         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1508                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1509                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1510                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1511         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1512                 "failcnt %llu\n",
1513                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1514                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1515                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1516 }
1517
1518 /*
1519  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1520  * 1(self count) if no children.
1521  */
1522 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1523 {
1524         int num = 0;
1525         struct mem_cgroup *iter;
1526
1527         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1528                 num++;
1529         return num;
1530 }
1531
1532 /*
1533  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1534  */
1535 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1536 {
1537         u64 limit;
1538         u64 memsw;
1539
1540         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1541         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1542
1543         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1544         /*
1545          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1546          * to this memcg, return that limit.
1547          */
1548         return min(limit, memsw);
1549 }
1550
1551 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1552                                         gfp_t gfp_mask,
1553                                         unsigned long flags)
1554 {
1555         unsigned long total = 0;
1556         bool noswap = false;
1557         int loop;
1558
1559         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1560                 noswap = true;
1561         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1562                 noswap = true;
1563
1564         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1565                 if (loop)
1566                         drain_all_stock_async(memcg);
1567                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1568                 /*
1569                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1570                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1571                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1572                  */
1573                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1574                         break;
1575                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1576                         break;
1577                 /*
1578                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1579                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1580                  */
1581                 if (loop && !total)
1582                         break;
1583         }
1584         return total;
1585 }
1586
1587 /**
1588  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1589  * @mem: the target memcg
1590  * @nid: the node ID to be checked.
1591  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1592  *
1593  * This function returns whether the specified memcg contains any
1594  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1595  * pages in the node.
1596  */
1597 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1598                 int nid, bool noswap)
1599 {
1600         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1601                 return true;
1602         if (noswap || !total_swap_pages)
1603                 return false;
1604         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1605                 return true;
1606         return false;
1607
1608 }
1609 #if MAX_NUMNODES > 1
1610
1611 /*
1612  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1613  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1614  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1615  *
1616  */
1617 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1618 {
1619         int nid;
1620         /*
1621          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1622          * pagein/pageout changes since the last update.
1623          */
1624         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1625                 return;
1626         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1627                 return;
1628
1629         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1630         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1631
1632         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1633
1634                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1635                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1636         }
1637
1638         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1639         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1640 }
1641
1642 /*
1643  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1644  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1645  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1646  *
1647  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1648  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1649  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1650  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1651  *
1652  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1653  */
1654 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1655 {
1656         int node;
1657
1658         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1659         node = memcg->last_scanned_node;
1660
1661         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1662         if (node == MAX_NUMNODES)
1663                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1664         /*
1665          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1666          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1667          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1668          * we use curret node.
1669          */
1670         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1671                 node = numa_node_id();
1672
1673         memcg->last_scanned_node = node;
1674         return node;
1675 }
1676
1677 /*
1678  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1679  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1680  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1681  * enough new information. We need to do double check.
1682  */
1683 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1684 {
1685         int nid;
1686
1687         /*
1688          * quick check...making use of scan_node.
1689          * We can skip unused nodes.
1690          */
1691         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1692                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1693                      nid < MAX_NUMNODES;
1694                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1695
1696                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1697                                 return true;
1698                 }
1699         }
1700         /*
1701          * Check rest of nodes.
1702          */
1703         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1704                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1705                         continue;
1706                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1707                         return true;
1708         }
1709         return false;
1710 }
1711
1712 #else
1713 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1714 {
1715         return 0;
1716 }
1717
1718 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1719 {
1720         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1721 }
1722 #endif
1723
1724 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1725                                    struct zone *zone,
1726                                    gfp_t gfp_mask,
1727                                    unsigned long *total_scanned)
1728 {
1729         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1730         int total = 0;
1731         int loop = 0;
1732         unsigned long excess;
1733         unsigned long nr_scanned;
1734         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1735                 .zone = zone,
1736                 .priority = 0,
1737         };
1738
1739         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1740
1741         while (1) {
1742                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1743                 if (!victim) {
1744                         loop++;
1745                         if (loop >= 2) {
1746                                 /*
1747                                  * If we have not been able to reclaim
1748                                  * anything, it might because there are
1749                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1750                                  */
1751                                 if (!total)
1752                                         break;
1753                                 /*
1754                                  * We want to do more targeted reclaim.
1755                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1756                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1757                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1758                                  */
1759                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1760                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1761                                         break;
1762                         }
1763                         continue;
1764                 }
1765                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1766                         continue;
1767                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1768                                                      zone, &nr_scanned);
1769                 *total_scanned += nr_scanned;
1770                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1771                         break;
1772         }
1773         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1774         return total;
1775 }
1776
1777 /*
1778  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1779  * If someone is running, return false.
1780  * Has to be called with memcg_oom_lock
1781  */
1782 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1783 {
1784         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1785
1786         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1787                 if (iter->oom_lock) {
1788                         /*
1789                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1790                          * so we cannot give a lock.
1791                          */
1792                         failed = iter;
1793                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1794                         break;
1795                 } else
1796                         iter->oom_lock = true;
1797         }
1798
1799         if (!failed)
1800                 return true;
1801
1802         /*
1803          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1804          * what we set up to the failing subtree
1805          */
1806         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1807                 if (iter == failed) {
1808                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1809                         break;
1810                 }
1811                 iter->oom_lock = false;
1812         }
1813         return false;
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Has to be called with memcg_oom_lock
1818  */
1819 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1820 {
1821         struct mem_cgroup *iter;
1822
1823         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1824                 iter->oom_lock = false;
1825         return 0;
1826 }
1827
1828 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1829 {
1830         struct mem_cgroup *iter;
1831
1832         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1833                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1834 }
1835
1836 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1837 {
1838         struct mem_cgroup *iter;
1839
1840         /*
1841          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1842          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1843          * atomic_add_unless() here.
1844          */
1845         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1846                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1847 }
1848
1849 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1850 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1851
1852 struct oom_wait_info {
1853         struct mem_cgroup *mem;
1854         wait_queue_t    wait;
1855 };
1856
1857 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1858         unsigned mode, int sync, void *arg)
1859 {
1860         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg,
1861                           *oom_wait_memcg;
1862         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1863
1864         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1865         oom_wait_memcg = oom_wait_info->mem;
1866
1867         /*
1868          * Both of oom_wait_info->mem and wake_mem are stable under us.
1869          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1870          */
1871         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1872                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1873                 return 0;
1874         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1875 }
1876
1877 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1878 {
1879         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1880         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1881 }
1882
1883 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1884 {
1885         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1886                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1887 }
1888
1889 /*
1890  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1891  */
1892 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask)
1893 {
1894         struct oom_wait_info owait;
1895         bool locked, need_to_kill;
1896
1897         owait.mem = memcg;
1898         owait.wait.flags = 0;
1899         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1900         owait.wait.private = current;
1901         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1902         need_to_kill = true;
1903         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1904
1905         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1906         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1907         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1908         /*
1909          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1910          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1911          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1912          */
1913         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1914         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1915                 need_to_kill = false;
1916         if (locked)
1917                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1918         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1919
1920         if (need_to_kill) {
1921                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1922                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask);
1923         } else {
1924                 schedule();
1925                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1926         }
1927         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1928         if (locked)
1929                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1930         memcg_wakeup_oom(memcg);
1931         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1932
1933         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1934
1935         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1936                 return false;
1937         /* Give chance to dying process */
1938         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1939         return true;
1940 }
1941
1942 /*
1943  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1944  * generalized to update other statistics as well.
1945  *
1946  * Notes: Race condition
1947  *
1948  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1949  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1950  * to do so _always_.
1951  *
1952  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1953  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1954  * are no race with "charge".
1955  *
1956  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1957  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1958  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1959  * by flags.
1960  *
1961  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1962  * small, we check MEM_CGROUP_ON_MOVE percpu value and detect there are
1963  * possibility of race condition. If there is, we take a lock.
1964  */
1965
1966 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1967                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1968 {
1969         struct mem_cgroup *memcg;
1970         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1971         bool need_unlock = false;
1972         unsigned long uninitialized_var(flags);
1973
1974         if (mem_cgroup_disabled())
1975                 return;
1976
1977         rcu_read_lock();
1978         memcg = pc->mem_cgroup;
1979         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1980                 goto out;
1981         /* pc->mem_cgroup is unstable ? */
1982         if (unlikely(mem_cgroup_stealed(memcg)) || PageTransHuge(page)) {
1983                 /* take a lock against to access pc->mem_cgroup */
1984                 move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
1985                 need_unlock = true;
1986                 memcg = pc->mem_cgroup;
1987                 if (!memcg || !PageCgroupUsed(pc))
1988                         goto out;
1989         }
1990
1991         switch (idx) {
1992         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1993                 if (val > 0)
1994                         SetPageCgroupFileMapped(pc);
1995                 else if (!page_mapped(page))
1996                         ClearPageCgroupFileMapped(pc);
1997                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1998                 break;
1999         default:
2000                 BUG();
2001         }
2002
2003         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2004
2005 out:
2006         if (unlikely(need_unlock))
2007                 move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2008         rcu_read_unlock();
2009         return;
2010 }
2011 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_update_page_stat);
2012
2013 /*
2014  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2015  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2016  */
2017 #define CHARGE_BATCH    32U
2018 struct memcg_stock_pcp {
2019         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2020         unsigned int nr_pages;
2021         struct work_struct work;
2022         unsigned long flags;
2023 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
2024 };
2025 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2026 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2027
2028 /*
2029  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2030  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2031  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2032  * refilled.
2033  */
2034 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2035 {
2036         struct memcg_stock_pcp *stock;
2037         bool ret = true;
2038
2039         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2040         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2041                 stock->nr_pages--;
2042         else /* need to call res_counter_charge */
2043                 ret = false;
2044         put_cpu_var(memcg_stock);
2045         return ret;
2046 }
2047
2048 /*
2049  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2050  */
2051 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2052 {
2053         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2054
2055         if (stock->nr_pages) {
2056                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2057
2058                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2059                 if (do_swap_account)
2060                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2061                 stock->nr_pages = 0;
2062         }
2063         stock->cached = NULL;
2064 }
2065
2066 /*
2067  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2068  * a thread which is pinned to local cpu.
2069  */
2070 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2071 {
2072         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2073         drain_stock(stock);
2074         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2075 }
2076
2077 /*
2078  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2079  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2080  */
2081 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2082 {
2083         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2084
2085         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2086                 drain_stock(stock);
2087                 stock->cached = memcg;
2088         }
2089         stock->nr_pages += nr_pages;
2090         put_cpu_var(memcg_stock);
2091 }
2092
2093 /*
2094  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2095  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2096  * until the work is done.
2097  */
2098 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2099 {
2100         int cpu, curcpu;
2101
2102         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2103         get_online_cpus();
2104         curcpu = get_cpu();
2105         for_each_online_cpu(cpu) {
2106                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2107                 struct mem_cgroup *memcg;
2108
2109                 memcg = stock->cached;
2110                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2111                         continue;
2112                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2113                         continue;
2114                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2115                         if (cpu == curcpu)
2116                                 drain_local_stock(&stock->work);
2117                         else
2118                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2119                 }
2120         }
2121         put_cpu();
2122
2123         if (!sync)
2124                 goto out;
2125
2126         for_each_online_cpu(cpu) {
2127                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2128                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2129                         flush_work(&stock->work);
2130         }
2131 out:
2132         put_online_cpus();
2133 }
2134
2135 /*
2136  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2137  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2138  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2139  * it.
2140  */
2141 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2142 {
2143         /*
2144          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2145          */
2146         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2147                 return;
2148         drain_all_stock(root_memcg, false);
2149         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2150 }
2151
2152 /* This is a synchronous drain interface. */
2153 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2154 {
2155         /* called when force_empty is called */
2156         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2157         drain_all_stock(root_memcg, true);
2158         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2159 }
2160
2161 /*
2162  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2163  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2164  */
2165 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2166 {
2167         int i;
2168
2169         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2170         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2171                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2172
2173                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2174                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2175         }
2176         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2177                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2178
2179                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2180                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2181         }
2182         /* need to clear ON_MOVE value, works as a kind of lock. */
2183         per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) = 0;
2184         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2185 }
2186
2187 static void synchronize_mem_cgroup_on_move(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2188 {
2189         int idx = MEM_CGROUP_ON_MOVE;
2190
2191         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2192         per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu) = memcg->nocpu_base.count[idx];
2193         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2194 }
2195
2196 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2197                                         unsigned long action,
2198                                         void *hcpu)
2199 {
2200         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2201         struct memcg_stock_pcp *stock;
2202         struct mem_cgroup *iter;
2203
2204         if ((action == CPU_ONLINE)) {
2205                 for_each_mem_cgroup(iter)
2206                         synchronize_mem_cgroup_on_move(iter, cpu);
2207                 return NOTIFY_OK;
2208         }
2209
2210         if ((action != CPU_DEAD) || action != CPU_DEAD_FROZEN)
2211                 return NOTIFY_OK;
2212
2213         for_each_mem_cgroup(iter)
2214                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2215
2216         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2217         drain_stock(stock);
2218         return NOTIFY_OK;
2219 }
2220
2221
2222 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2223 enum {
2224         CHARGE_OK,              /* success */
2225         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2226         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2227         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2228         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2229 };
2230
2231 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2232                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2233 {
2234         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2235         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2236         struct res_counter *fail_res;
2237         unsigned long flags = 0;
2238         int ret;
2239
2240         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2241
2242         if (likely(!ret)) {
2243                 if (!do_swap_account)
2244                         return CHARGE_OK;
2245                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2246                 if (likely(!ret))
2247                         return CHARGE_OK;
2248
2249                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2250                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2251                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2252         } else
2253                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2254         /*
2255          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2256          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2257          *
2258          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2259          * single page instead.
2260          */
2261         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2262                 return CHARGE_RETRY;
2263
2264         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2265                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2266
2267         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2268         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2269                 return CHARGE_RETRY;
2270         /*
2271          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2272          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2273          * before killing the task.
2274          *
2275          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2276          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2277          * to regular pages anyway in case of failure.
2278          */
2279         if (nr_pages == 1 && ret)
2280                 return CHARGE_RETRY;
2281
2282         /*
2283          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2284          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2285          */
2286         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2287                 return CHARGE_RETRY;
2288
2289         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2290         if (!oom_check)
2291                 return CHARGE_NOMEM;
2292         /* check OOM */
2293         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask))
2294                 return CHARGE_OOM_DIE;
2295
2296         return CHARGE_RETRY;
2297 }
2298
2299 /*
2300  * Unlike exported interface, "oom" parameter is added. if oom==true,
2301  * oom-killer can be invoked.
2302  */
2303 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2304                                    gfp_t gfp_mask,
2305                                    unsigned int nr_pages,
2306                                    struct mem_cgroup **ptr,
2307                                    bool oom)
2308 {
2309         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2310         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2311         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2312         int ret;
2313
2314         /*
2315          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2316          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2317          * MEMDIE process.
2318          */
2319         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2320                      || fatal_signal_pending(current)))
2321                 goto bypass;
2322
2323         /*
2324          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2325          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2326          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2327          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2328          */
2329         if (!*ptr && !mm)
2330                 goto bypass;
2331 again:
2332         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2333                 memcg = *ptr;
2334                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2335                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2336                         goto done;
2337                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2338                         goto done;
2339                 css_get(&memcg->css);
2340         } else {
2341                 struct task_struct *p;
2342
2343                 rcu_read_lock();
2344                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2345                 /*
2346                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2347                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2348                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2349                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2350                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2351                  * small race, here.
2352                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2353                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2354                  */
2355                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2356                 if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2357                         rcu_read_unlock();
2358                         goto done;
2359                 }
2360                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2361                         /*
2362                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2363                          * But considering how consume_stok works, it's not
2364                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2365                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2366                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2367                          * calling consume_stock().
2368                          */
2369                         rcu_read_unlock();
2370                         goto done;
2371                 }
2372                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2373                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2374                         rcu_read_unlock();
2375                         goto again;
2376                 }
2377                 rcu_read_unlock();
2378         }
2379
2380         do {
2381                 bool oom_check;
2382
2383                 /* If killed, bypass charge */
2384                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2385                         css_put(&memcg->css);
2386                         goto bypass;
2387                 }
2388
2389                 oom_check = false;
2390                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2391                         oom_check = true;
2392                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2393                 }
2394
2395                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2396                 switch (ret) {
2397                 case CHARGE_OK:
2398                         break;
2399                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2400                         batch = nr_pages;
2401                         css_put(&memcg->css);
2402                         memcg = NULL;
2403                         goto again;
2404                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2405                         css_put(&memcg->css);
2406                         goto nomem;
2407                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2408                         if (!oom) {
2409                                 css_put(&memcg->css);
2410                                 goto nomem;
2411                         }
2412                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2413                         nr_oom_retries--;
2414                         break;
2415                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2416                         css_put(&memcg->css);
2417                         goto bypass;
2418                 }
2419         } while (ret != CHARGE_OK);
2420
2421         if (batch > nr_pages)
2422                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2423         css_put(&memcg->css);
2424 done:
2425         *ptr = memcg;
2426         return 0;
2427 nomem:
2428         *ptr = NULL;
2429         return -ENOMEM;
2430 bypass:
2431         *ptr = NULL;
2432         return 0;
2433 }
2434
2435 /*
2436  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2437  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2438  * gotten by try_charge().
2439  */
2440 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2441                                        unsigned int nr_pages)
2442 {
2443         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2444                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2445
2446                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2447                 if (do_swap_account)
2448                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2449         }
2450 }
2451
2452 /*
2453  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2454  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2455  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2456  * memcg.)
2457  */
2458 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2459 {
2460         struct cgroup_subsys_state *css;
2461
2462         /* ID 0 is unused ID */
2463         if (!id)
2464                 return NULL;
2465         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2466         if (!css)
2467                 return NULL;
2468         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2469 }
2470
2471 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2472 {
2473         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2474         struct page_cgroup *pc;
2475         unsigned short id;
2476         swp_entry_t ent;
2477
2478         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2479
2480         pc = lookup_page_cgroup(page);
2481         lock_page_cgroup(pc);
2482         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2483                 memcg = pc->mem_cgroup;
2484                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2485                         memcg = NULL;
2486         } else if (PageSwapCache(page)) {
2487                 ent.val = page_private(page);
2488                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2489                 rcu_read_lock();
2490                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2491                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2492                         memcg = NULL;
2493                 rcu_read_unlock();
2494         }
2495         unlock_page_cgroup(pc);
2496         return memcg;
2497 }
2498
2499 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2500                                        struct page *page,
2501                                        unsigned int nr_pages,
2502                                        struct page_cgroup *pc,
2503                                        enum charge_type ctype)
2504 {
2505         lock_page_cgroup(pc);
2506         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2507                 unlock_page_cgroup(pc);
2508                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2509                 return;
2510         }
2511         /*
2512          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2513          * accessed by any other context at this point.
2514          */
2515         pc->mem_cgroup = memcg;
2516         /*
2517          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2518          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2519          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2520          * before USED bit, we need memory barrier here.
2521          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2522          */
2523         smp_wmb();
2524         switch (ctype) {
2525         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE:
2526         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM:
2527                 SetPageCgroupCache(pc);
2528                 SetPageCgroupUsed(pc);
2529                 break;
2530         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2531                 ClearPageCgroupCache(pc);
2532                 SetPageCgroupUsed(pc);
2533                 break;
2534         default:
2535                 break;
2536         }
2537
2538         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2539         unlock_page_cgroup(pc);
2540         /*
2541          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2542          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2543          * if they exceeds softlimit.
2544          */
2545         memcg_check_events(memcg, page);
2546 }
2547
2548 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2549
2550 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MOVE_LOCK) |\
2551                         (1 << PCG_ACCT_LRU) | (1 << PCG_MIGRATION))
2552 /*
2553  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2554  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2555  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2556  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2557  */
2558 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2559 {
2560         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2561         struct page_cgroup *pc;
2562         int i;
2563
2564         if (mem_cgroup_disabled())
2565                 return;
2566         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2567                 pc = head_pc + i;
2568                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2569                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2570                 /*
2571                  * LRU flags cannot be copied because we need to add tail
2572                  * page to LRU by generic call and our hooks will be called.
2573                  */
2574                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2575         }
2576
2577         if (PageCgroupAcctLRU(head_pc)) {
2578                 enum lru_list lru;
2579                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
2580                 /*
2581                  * We hold lru_lock, then, reduce counter directly.
2582                  */
2583                 lru = page_lru(head);
2584                 mz = page_cgroup_zoneinfo(head_pc->mem_cgroup, head);
2585                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= HPAGE_PMD_NR - 1;
2586         }
2587 }
2588 #endif
2589
2590 /**
2591  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2592  * @page: the page
2593  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2594  * @pc: page_cgroup of the page.
2595  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2596  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2597  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2598  *
2599  * The caller must confirm following.
2600  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2601  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2602  *
2603  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2604  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2605  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2606  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2607  */
2608 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2609                                    unsigned int nr_pages,
2610                                    struct page_cgroup *pc,
2611                                    struct mem_cgroup *from,
2612                                    struct mem_cgroup *to,
2613                                    bool uncharge)
2614 {
2615         unsigned long flags;
2616         int ret;
2617
2618         VM_BUG_ON(from == to);
2619         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2620         /*
2621          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2622          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2623          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2624          * hold it.
2625          */
2626         ret = -EBUSY;
2627         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2628                 goto out;
2629
2630         lock_page_cgroup(pc);
2631
2632         ret = -EINVAL;
2633         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2634                 goto unlock;
2635
2636         move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
2637
2638         if (PageCgroupFileMapped(pc)) {
2639                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2640                 preempt_disable();
2641                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2642                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2643                 preempt_enable();
2644         }
2645         mem_cgroup_charge_statistics(from, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2646         if (uncharge)
2647                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2648                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2649
2650         /* caller should have done css_get */
2651         pc->mem_cgroup = to;
2652         mem_cgroup_charge_statistics(to, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2653         /*
2654          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2655          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2656          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2657          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2658          * status here.
2659          */
2660         move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2661         ret = 0;
2662 unlock:
2663         unlock_page_cgroup(pc);
2664         /*
2665          * check events
2666          */
2667         memcg_check_events(to, page);
2668         memcg_check_events(from, page);
2669 out:
2670         return ret;
2671 }
2672
2673 /*
2674  * move charges to its parent.
2675  */
2676
2677 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2678                                   struct page_cgroup *pc,
2679                                   struct mem_cgroup *child,
2680                                   gfp_t gfp_mask)
2681 {
2682         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2683         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2684         struct mem_cgroup *parent;
2685         unsigned int nr_pages;
2686         unsigned long uninitialized_var(flags);
2687         int ret;
2688
2689         /* Is ROOT ? */
2690         if (!pcg)
2691                 return -EINVAL;
2692
2693         ret = -EBUSY;
2694         if (!get_page_unless_zero(page))
2695                 goto out;
2696         if (isolate_lru_page(page))
2697                 goto put;
2698
2699         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2700
2701         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2702         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2703         if (ret || !parent)
2704                 goto put_back;
2705
2706         if (nr_pages > 1)
2707                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2708
2709         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2710         if (ret)
2711                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2712
2713         if (nr_pages > 1)
2714                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2715 put_back:
2716         putback_lru_page(page);
2717 put:
2718         put_page(page);
2719 out:
2720         return ret;
2721 }
2722
2723 /*
2724  * Charge the memory controller for page usage.
2725  * Return
2726  * 0 if the charge was successful
2727  * < 0 if the cgroup is over its limit
2728  */
2729 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2730                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2731 {
2732         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2733         unsigned int nr_pages = 1;
2734         struct page_cgroup *pc;
2735         bool oom = true;
2736         int ret;
2737
2738         if (PageTransHuge(page)) {
2739                 nr_pages <<= compound_order(page);
2740                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2741                 /*
2742                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2743                  * fault handler will fall back to regular pages.
2744                  */
2745                 oom = false;
2746         }
2747
2748         pc = lookup_page_cgroup(page);
2749         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2750         if (ret || !memcg)
2751                 return ret;
2752
2753         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, pc, ctype);
2754         return 0;
2755 }
2756
2757 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2758                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2759 {
2760         if (mem_cgroup_disabled())
2761                 return 0;
2762         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2763         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2764         VM_BUG_ON(!mm);
2765         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2766                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2767 }
2768
2769 static void
2770 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2771                                         enum charge_type ctype);
2772
2773 static void
2774 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2775                                         enum charge_type ctype)
2776 {
2777         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2778         /*
2779          * In some case, SwapCache, FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2780          * is already on LRU. It means the page may on some other page_cgroup's
2781          * LRU. Take care of it.
2782          */
2783         mem_cgroup_lru_del_before_commit(page);
2784         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, pc, ctype);
2785         mem_cgroup_lru_add_after_commit(page);
2786         return;
2787 }
2788
2789 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2790                                 gfp_t gfp_mask)
2791 {
2792         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2793         int ret;
2794
2795         if (mem_cgroup_disabled())
2796                 return 0;
2797         if (PageCompound(page))
2798                 return 0;
2799
2800         if (unlikely(!mm))
2801                 mm = &init_mm;
2802
2803         if (page_is_file_cache(page)) {
2804                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, &memcg, true);
2805                 if (ret || !memcg)
2806                         return ret;
2807
2808                 /*
2809                  * FUSE reuses pages without going through the final
2810                  * put that would remove them from the LRU list, make
2811                  * sure that they get relinked properly.
2812                  */
2813                 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, memcg,
2814                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
2815                 return ret;
2816         }
2817         /* shmem */
2818         if (PageSwapCache(page)) {
2819                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2820                 if (!ret)
2821                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2822                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2823         } else
2824                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2825                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2826
2827         return ret;
2828 }
2829
2830 /*
2831  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2832  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2833  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2834  * "commit()" or removed by "cancel()"
2835  */
2836 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2837                                  struct page *page,
2838                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2839 {
2840         struct mem_cgroup *memcg;
2841         int ret;
2842
2843         *memcgp = NULL;
2844
2845         if (mem_cgroup_disabled())
2846                 return 0;
2847
2848         if (!do_swap_account)
2849                 goto charge_cur_mm;
2850         /*
2851          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2852          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2853          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2854          * KSM case which does need to charge the page.
2855          */
2856         if (!PageSwapCache(page))
2857                 goto charge_cur_mm;
2858         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2859         if (!memcg)
2860                 goto charge_cur_mm;
2861         *memcgp = memcg;
2862         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2863         css_put(&memcg->css);
2864         return ret;
2865 charge_cur_mm:
2866         if (unlikely(!mm))
2867                 mm = &init_mm;
2868         return __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2869 }
2870
2871 static void
2872 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2873                                         enum charge_type ctype)
2874 {
2875         if (mem_cgroup_disabled())
2876                 return;
2877         if (!memcg)
2878                 return;
2879         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2880
2881         __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, memcg, ctype);
2882         /*
2883          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2884          * counted both as mem and swap....double count.
2885          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2886          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2887          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2888          */
2889         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2890                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2891                 struct mem_cgroup *swap_memcg;
2892                 unsigned short id;
2893
2894                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2895                 rcu_read_lock();
2896                 swap_memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2897                 if (swap_memcg) {
2898                         /*
2899                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2900                          * calling css_tryget
2901                          */
2902                         if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
2903                                 res_counter_uncharge(&swap_memcg->memsw,
2904                                                      PAGE_SIZE);
2905                         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, false);
2906                         mem_cgroup_put(swap_memcg);
2907                 }
2908                 rcu_read_unlock();
2909         }
2910         /*
2911          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2912          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2913          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2914          */
2915         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2916 }
2917
2918 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2919                                      struct mem_cgroup *memcg)
2920 {
2921         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2922                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2923 }
2924
2925 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2926 {
2927         if (mem_cgroup_disabled())
2928                 return;
2929         if (!memcg)
2930                 return;
2931         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2932 }
2933
2934 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2935                                    unsigned int nr_pages,
2936                                    const enum charge_type ctype)
2937 {
2938         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2939         bool uncharge_memsw = true;
2940
2941         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2942         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2943                 uncharge_memsw = false;
2944
2945         batch = &current->memcg_batch;
2946         /*
2947          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2948          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2949          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2950          */
2951         if (!batch->memcg)
2952                 batch->memcg = memcg;
2953         /*
2954          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2955          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2956          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2957          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2958          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2959          */
2960
2961         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2962                 goto direct_uncharge;
2963
2964         if (nr_pages > 1)
2965                 goto direct_uncharge;
2966
2967         /*
2968          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2969          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2970          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2971          */
2972         if (batch->memcg != memcg)
2973                 goto direct_uncharge;
2974         /* remember freed charge and uncharge it later */
2975         batch->nr_pages++;
2976         if (uncharge_memsw)
2977                 batch->memsw_nr_pages++;
2978         return;
2979 direct_uncharge:
2980         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2981         if (uncharge_memsw)
2982                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2983         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2984                 memcg_oom_recover(memcg);
2985         return;
2986 }
2987
2988 /*
2989  * uncharge if !page_mapped(page)
2990  */
2991 static struct mem_cgroup *
2992 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2993 {
2994         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2995         unsigned int nr_pages = 1;
2996         struct page_cgroup *pc;
2997
2998         if (mem_cgroup_disabled())
2999                 return NULL;
3000
3001         if (PageSwapCache(page))
3002                 return NULL;
3003
3004         if (PageTransHuge(page)) {
3005                 nr_pages <<= compound_order(page);
3006                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3007         }
3008         /*
3009          * Check if our page_cgroup is valid
3010          */
3011         pc = lookup_page_cgroup(page);
3012         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3013                 return NULL;
3014
3015         lock_page_cgroup(pc);
3016
3017         memcg = pc->mem_cgroup;
3018
3019         if (!PageCgroupUsed(pc))
3020                 goto unlock_out;
3021
3022         switch (ctype) {
3023         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
3024         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3025                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3026                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
3027                         goto unlock_out;
3028                 break;
3029         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3030                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3031                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3032                                 goto unlock_out;
3033                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3034                                 goto unlock_out;
3035                 break;
3036         default:
3037                 break;
3038         }
3039
3040         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
3041
3042         ClearPageCgroupUsed(pc);
3043         /*
3044          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3045          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3046          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3047          * special functions.
3048          */
3049
3050         unlock_page_cgroup(pc);
3051         /*
3052          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3053          * will never be freed.
3054          */
3055         memcg_check_events(memcg, page);
3056         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3057                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3058                 mem_cgroup_get(memcg);
3059         }
3060         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3061                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3062
3063         return memcg;
3064
3065 unlock_out:
3066         unlock_page_cgroup(pc);
3067         return NULL;
3068 }
3069
3070 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3071 {
3072         /* early check. */
3073         if (page_mapped(page))
3074                 return;
3075         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3076         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3077 }
3078
3079 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3080 {
3081         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3082         VM_BUG_ON(page->mapping);
3083         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3084 }
3085
3086 /*
3087  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3088  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3089  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3090  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3091  * This may be called prural(2) times in a context,
3092  */
3093
3094 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3095 {
3096         current->memcg_batch.do_batch++;
3097         /* We can do nest. */
3098         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3099                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3100                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3101                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3102         }
3103 }
3104
3105 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3106 {
3107         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3108
3109         if (!batch->do_batch)
3110                 return;
3111
3112         batch->do_batch--;
3113         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3114                 return;
3115
3116         if (!batch->memcg)
3117                 return;
3118         /*
3119          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3120          * bacause we hide charges behind us.
3121          */
3122         if (batch->nr_pages)
3123                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3124                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3125         if (batch->memsw_nr_pages)
3126                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3127                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3128         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3129         /* forget this pointer (for sanity check) */
3130         batch->memcg = NULL;
3131 }
3132
3133 #ifdef CONFIG_SWAP
3134 /*
3135  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3136  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3137  */
3138 void
3139 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3140 {
3141         struct mem_cgroup *memcg;
3142         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3143
3144         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3145                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3146
3147         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3148
3149         /*
3150          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3151          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3152          */
3153         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3154                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3155 }
3156 #endif
3157
3158 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3159 /*
3160  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3161  * uncharge "memsw" account.
3162  */
3163 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3164 {
3165         struct mem_cgroup *memcg;
3166         unsigned short id;
3167
3168         if (!do_swap_account)
3169                 return;
3170
3171         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3172         rcu_read_lock();
3173         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3174         if (memcg) {
3175                 /*
3176                  * We uncharge this because swap is freed.
3177                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3178                  */
3179                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3180                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3181                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3182                 mem_cgroup_put(memcg);
3183         }
3184         rcu_read_unlock();
3185 }
3186
3187 /**
3188  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3189  * @entry: swap entry to be moved
3190  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3191  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3192  * @need_fixup: whether we should fixup res_counters and refcounts.
3193  *
3194  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3195  * as the mem_cgroup's id of @from.
3196  *
3197  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3198  *
3199  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3200  * both res and memsw, and called css_get().
3201  */
3202 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3203                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3204 {
3205         unsigned short old_id, new_id;
3206
3207         old_id = css_id(&from->css);
3208         new_id = css_id(&to->css);
3209
3210         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3211                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3212                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3213                 /*
3214                  * This function is only called from task migration context now.
3215                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3216                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3217                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3218                  * because if the process that has been moved to @to does
3219                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3220                  */
3221                 mem_cgroup_get(to);
3222                 if (need_fixup) {
3223                         if (!mem_cgroup_is_root(from))
3224                                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
3225                         mem_cgroup_put(from);
3226                         /*
3227                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
3228                          * uncharge to->res.
3229                          */
3230                         if (!mem_cgroup_is_root(to))
3231                                 res_counter_uncharge(&to->res, PAGE_SIZE);
3232                 }
3233                 return 0;
3234         }
3235         return -EINVAL;
3236 }
3237 #else
3238 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3239                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3240 {
3241         return -EINVAL;
3242 }
3243 #endif
3244
3245 /*
3246  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3247  * page belongs to.
3248  */
3249 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3250         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3251 {
3252         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3253         struct page_cgroup *pc;
3254         enum charge_type ctype;
3255         int ret = 0;
3256
3257         *memcgp = NULL;
3258
3259         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3260         if (mem_cgroup_disabled())
3261                 return 0;
3262
3263         pc = lookup_page_cgroup(page);
3264         lock_page_cgroup(pc);
3265         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3266                 memcg = pc->mem_cgroup;
3267                 css_get(&memcg->css);
3268                 /*
3269                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3270                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3271                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3272                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3273                  * until end_migration() is called
3274                  *
3275                  * Corner Case Thinking
3276                  * A)
3277                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3278                  * while migration was ongoing.
3279                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3280                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3281                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3282                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3283                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3284                  *
3285                  * B)
3286                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3287                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3288                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3289                  * without charging it again.
3290                  *
3291                  * C)
3292                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3293                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3294                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3295                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3296                  */
3297                 if (PageAnon(page))
3298                         SetPageCgroupMigration(pc);
3299         }
3300         unlock_page_cgroup(pc);
3301         /*
3302          * If the page is not charged at this point,
3303          * we return here.
3304          */
3305         if (!memcg)
3306                 return 0;
3307
3308         *memcgp = memcg;
3309         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3310         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3311         if (ret || *memcgp == NULL) {
3312                 if (PageAnon(page)) {
3313                         lock_page_cgroup(pc);
3314                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3315                         unlock_page_cgroup(pc);
3316                         /*
3317                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3318                          */
3319                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3320                 }
3321                 return -ENOMEM;
3322         }
3323         /*
3324          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3325          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3326          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3327          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3328          */
3329         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3330         if (PageAnon(page))
3331                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3332         else if (page_is_file_cache(page))
3333                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3334         else
3335                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3336         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, pc, ctype);
3337         return ret;
3338 }
3339
3340 /* remove redundant charge if migration failed*/
3341 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3342         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3343 {
3344         struct page *used, *unused;
3345         struct page_cgroup *pc;
3346
3347         if (!memcg)
3348                 return;
3349         /* blocks rmdir() */
3350         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3351         if (!migration_ok) {
3352                 used = oldpage;
3353                 unused = newpage;
3354         } else {
3355                 used = newpage;
3356                 unused = oldpage;
3357         }
3358         /*
3359          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3360          * of the page goes down to zero, temporarly.
3361          * Clear the flag and check the page should be charged.
3362          */
3363         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3364         lock_page_cgroup(pc);
3365         ClearPageCgroupMigration(pc);
3366         unlock_page_cgroup(pc);
3367
3368         __mem_cgroup_uncharge_common(unused, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE);
3369
3370         /*
3371          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3372          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3373          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3374          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3375          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3376          * check. (see prepare_charge() also)
3377          */
3378         if (PageAnon(used))
3379                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3380         /*
3381          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3382          * tasks.
3383          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3384          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3385          */
3386         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3387 }
3388
3389 /*
3390  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3391  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3392  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3393  */
3394 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3395                                   struct page *newpage)
3396 {
3397         struct mem_cgroup *memcg;
3398         struct page_cgroup *pc;
3399         struct zone *zone;
3400         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3401         unsigned long flags;
3402
3403         if (mem_cgroup_disabled())
3404                 return;
3405
3406         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3407         /* fix accounting on old pages */
3408         lock_page_cgroup(pc);
3409         memcg = pc->mem_cgroup;
3410         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), -1);
3411         ClearPageCgroupUsed(pc);
3412         unlock_page_cgroup(pc);
3413
3414         if (PageSwapBacked(oldpage))
3415                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3416
3417         zone = page_zone(newpage);
3418         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3419         /*
3420          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3421          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3422          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3423          */
3424         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3425         if (PageLRU(newpage))
3426                 del_page_from_lru_list(zone, newpage, page_lru(newpage));
3427         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, pc, type);
3428         if (PageLRU(newpage))
3429                 add_page_to_lru_list(zone, newpage, page_lru(newpage));
3430         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3431 }
3432
3433 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3434 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3435 {
3436         struct page_cgroup *pc;
3437
3438         pc = lookup_page_cgroup(page);
3439         /*
3440          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3441          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3442          * or when mem_cgroup_disabled().
3443          */
3444         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3445                 return pc;
3446         return NULL;
3447 }
3448
3449 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3450 {
3451         if (mem_cgroup_disabled())
3452                 return false;
3453
3454         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3455 }
3456
3457 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3458 {
3459         struct page_cgroup *pc;
3460
3461         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3462         if (pc) {
3463                 int ret = -1;
3464                 char *path;
3465
3466                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p",
3467                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3468
3469                 path = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3470                 if (path) {
3471                         rcu_read_lock();
3472                         ret = cgroup_path(pc->mem_cgroup->css.cgroup,
3473                                                         path, PATH_MAX);
3474                         rcu_read_unlock();
3475                 }
3476
3477                 printk(KERN_CONT "(%s)\n",
3478                                 (ret < 0) ? "cannot get the path" : path);
3479                 kfree(path);
3480         }
3481 }
3482 #endif
3483
3484 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3485
3486 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3487                                 unsigned long long val)
3488 {
3489         int retry_count;
3490         u64 memswlimit, memlimit;
3491         int ret = 0;
3492         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3493         u64 curusage, oldusage;
3494         int enlarge;
3495
3496         /*
3497          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3498          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3499          * of # of children which we should visit in this loop.
3500          */
3501         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3502
3503         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3504
3505         enlarge = 0;
3506         while (retry_count) {
3507                 if (signal_pending(current)) {
3508                         ret = -EINTR;
3509                         break;
3510                 }
3511                 /*
3512                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3513                  * open coded manner. You see what this really does.
3514                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3515                  */
3516                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3517                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3518                 if (memswlimit < val) {
3519                         ret = -EINVAL;
3520                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3521                         break;
3522                 }
3523
3524                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3525                 if (memlimit < val)
3526                         enlarge = 1;
3527
3528                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3529                 if (!ret) {
3530                         if (memswlimit == val)
3531                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3532                         else
3533                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3534                 }
3535                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3536
3537                 if (!ret)
3538                         break;
3539
3540                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3541                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3542                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3543                 /* Usage is reduced ? */
3544                 if (curusage >= oldusage)
3545                         retry_count--;
3546                 else
3547                         oldusage = curusage;
3548         }
3549         if (!ret && enlarge)
3550                 memcg_oom_recover(memcg);
3551
3552         return ret;
3553 }
3554
3555 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3556                                         unsigned long long val)
3557 {
3558         int retry_count;
3559         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3560         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3561         int ret = -EBUSY;
3562         int enlarge = 0;
3563
3564         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3565         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3566         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3567         while (retry_count) {
3568                 if (signal_pending(current)) {
3569                         ret = -EINTR;
3570                         break;
3571                 }
3572                 /*
3573                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3574                  * open coded manner. You see what this really does.
3575                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3576                  */
3577                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3578                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3579                 if (memlimit > val) {
3580                         ret = -EINVAL;
3581                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3582                         break;
3583                 }
3584                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3585                 if (memswlimit < val)
3586                         enlarge = 1;
3587                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3588                 if (!ret) {
3589                         if (memlimit == val)
3590                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3591                         else
3592                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3593                 }
3594                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3595
3596                 if (!ret)
3597                         break;
3598
3599                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3600                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3601                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3602                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3603                 /* Usage is reduced ? */
3604                 if (curusage >= oldusage)
3605                         retry_count--;
3606                 else
3607                         oldusage = curusage;
3608         }
3609         if (!ret && enlarge)
3610                 memcg_oom_recover(memcg);
3611         return ret;
3612 }
3613
3614 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3615                                             gfp_t gfp_mask,
3616                                             unsigned long *total_scanned)
3617 {
3618         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3619         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3620         unsigned long reclaimed;
3621         int loop = 0;
3622         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3623         unsigned long long excess;
3624         unsigned long nr_scanned;
3625
3626         if (order > 0)
3627                 return 0;
3628
3629         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3630         /*
3631          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3632          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3633          * pressure
3634          */
3635         do {
3636                 if (next_mz)
3637                         mz = next_mz;
3638                 else
3639                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3640                 if (!mz)
3641                         break;
3642
3643                 nr_scanned = 0;
3644                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->mem, zone,
3645                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3646                 nr_reclaimed += reclaimed;
3647                 *total_scanned += nr_scanned;
3648                 spin_lock(&mctz->lock);
3649
3650                 /*
3651                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3652                  * it is time to move on to the next cgroup
3653                  */
3654                 next_mz = NULL;
3655                 if (!reclaimed) {
3656                         do {
3657                                 /*
3658                                  * Loop until we find yet another one.
3659                                  *
3660                                  * By the time we get the soft_limit lock
3661                                  * again, someone might have aded the
3662                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3663                                  * make sure we get a different mem.
3664                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3665                                  * NULL if no other cgroup is present on
3666                                  * the tree
3667                                  */
3668                                 next_mz =
3669                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3670                                 if (next_mz == mz)
3671                                         css_put(&next_mz->mem->css);
3672                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3673                                         break;
3674                         } while (1);
3675                 }
3676                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
3677                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res);
3678                 /*
3679                  * One school of thought says that we should not add
3680                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3681                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3682                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3683                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3684                  * term TODO.
3685                  */
3686                 /* If excess == 0, no tree ops */
3687                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->mem, mz, mctz, excess);
3688                 spin_unlock(&mctz->lock);
3689                 css_put(&mz->mem->css);
3690                 loop++;
3691                 /*
3692                  * Could not reclaim anything and there are no more
3693                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3694                  * reclaiming anything.
3695                  */
3696                 if (!nr_reclaimed &&
3697                         (next_mz == NULL ||
3698                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3699                         break;
3700         } while (!nr_reclaimed);
3701         if (next_mz)
3702                 css_put(&next_mz->mem->css);
3703         return nr_reclaimed;
3704 }
3705
3706 /*
3707  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3708  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3709  */
3710 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3711                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3712 {
3713         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3714         unsigned long flags, loop;
3715         struct list_head *list;
3716         struct page *busy;
3717         struct zone *zone;
3718         int ret = 0;
3719
3720         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3721         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3722         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3723
3724         loop = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru);
3725         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3726         loop += 256;
3727         busy = NULL;
3728         while (loop--) {
3729                 struct page_cgroup *pc;
3730                 struct page *page;
3731
3732                 ret = 0;
3733                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3734                 if (list_empty(list)) {
3735                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3736                         break;
3737                 }
3738                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3739                 if (busy == page) {
3740                         list_move(&page->lru, list);
3741                         busy = NULL;
3742                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3743                         continue;
3744                 }
3745                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3746
3747                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3748
3749                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3750                 if (ret == -ENOMEM)
3751                         break;
3752
3753                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3754                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3755                         busy = page;
3756                         cond_resched();
3757                 } else
3758                         busy = NULL;
3759         }
3760
3761         if (!ret && !list_empty(list))
3762                 return -EBUSY;
3763         return ret;
3764 }
3765
3766 /*
3767  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3768  * This enables deleting this mem_cgroup.
3769  */
3770 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3771 {
3772         int ret;
3773         int node, zid, shrink;
3774         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3775         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3776
3777         css_get(&memcg->css);
3778
3779         shrink = 0;
3780         /* should free all ? */
3781         if (free_all)
3782                 goto try_to_free;
3783 move_account:
3784         do {
3785                 ret = -EBUSY;
3786                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3787                         goto out;
3788                 ret = -EINTR;
3789                 if (signal_pending(current))
3790                         goto out;
3791                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3792                 lru_add_drain_all();
3793                 drain_all_stock_sync(memcg);
3794                 ret = 0;
3795                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3796                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3797                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3798                                 enum lru_list l;
3799                                 for_each_lru(l) {
3800                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3801                                                         node, zid, l);
3802                                         if (ret)
3803                                                 break;
3804                                 }
3805                         }
3806                         if (ret)
3807                                 break;
3808                 }
3809                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3810                 memcg_oom_recover(memcg);
3811                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3812                 if (ret == -ENOMEM)
3813                         goto try_to_free;
3814                 cond_resched();
3815         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3816         } while (memcg->res.usage > 0 || ret);
3817 out:
3818         css_put(&memcg->css);
3819         return ret;
3820
3821 try_to_free:
3822         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3823         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3824                 ret = -EBUSY;
3825                 goto out;
3826         }
3827         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3828         lru_add_drain_all();
3829         /* try to free all pages in this cgroup */
3830         shrink = 1;
3831         while (nr_retries && memcg->res.usage > 0) {
3832                 int progress;
3833
3834                 if (signal_pending(current)) {
3835                         ret = -EINTR;
3836                         goto out;
3837                 }
3838                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3839                                                 false);
3840                 if (!progress) {
3841                         nr_retries--;
3842                         /* maybe some writeback is necessary */
3843                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3844                 }
3845
3846         }
3847         lru_add_drain();
3848         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3849         goto move_account;
3850 }
3851
3852 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3853 {
3854         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3855 }
3856
3857
3858 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3859 {
3860         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3861 }
3862
3863 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3864                                         u64 val)
3865 {
3866         int retval = 0;
3867         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3868         struct cgroup *parent = cont->parent;
3869         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3870
3871         if (parent)
3872                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3873
3874         cgroup_lock();
3875         /*
3876          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3877          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3878          * occur, provided the current cgroup has no children.
3879          *
3880          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3881          * set if there are no children.
3882          */
3883         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3884                                 (val == 1 || val == 0)) {
3885                 if (list_empty(&cont->children))
3886                         memcg->use_hierarchy = val;
3887                 else
3888                         retval = -EBUSY;
3889         } else
3890                 retval = -EINVAL;
3891         cgroup_unlock();
3892
3893         return retval;
3894 }
3895
3896
3897 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3898                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3899 {
3900         struct mem_cgroup *iter;
3901         long val = 0;
3902
3903         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3904         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3905                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3906
3907         if (val < 0) /* race ? */
3908                 val = 0;
3909         return val;
3910 }
3911
3912 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3913 {
3914         u64 val;
3915
3916         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3917                 if (!swap)
3918                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3919                 else
3920                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3921         }
3922
3923         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3924         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3925
3926         if (swap)
3927                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3928
3929         return val << PAGE_SHIFT;
3930 }
3931
3932 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3933 {
3934         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3935         u64 val;
3936         int type, name;
3937
3938         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3939         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3940         switch (type) {
3941         case _MEM:
3942                 if (name == RES_USAGE)
3943                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3944                 else
3945                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3946                 break;
3947         case _MEMSWAP:
3948                 if (name == RES_USAGE)
3949                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3950                 else
3951                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3952                 break;
3953         default:
3954                 BUG();
3955                 break;
3956         }
3957         return val;
3958 }
3959 /*
3960  * The user of this function is...
3961  * RES_LIMIT.
3962  */
3963 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3964                             const char *buffer)
3965 {
3966         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3967         int type, name;
3968         unsigned long long val;
3969         int ret;
3970
3971         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3972         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3973         switch (name) {
3974         case RES_LIMIT:
3975                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3976                         ret = -EINVAL;
3977                         break;
3978                 }
3979                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3980                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3981                 if (ret)
3982                         break;
3983                 if (type == _MEM)
3984                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3985                 else
3986                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3987                 break;
3988         case RES_SOFT_LIMIT:
3989                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3990                 if (ret)
3991                         break;
3992                 /*
3993                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3994                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3995                  * control without swap
3996                  */
3997                 if (type == _MEM)
3998                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3999                 else
4000                         ret = -EINVAL;
4001                 break;
4002         default:
4003                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4004                 break;
4005         }
4006         return ret;
4007 }
4008
4009 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4010                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4011 {
4012         struct cgroup *cgroup;
4013         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4014
4015         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4016         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4017         cgroup = memcg->css.cgroup;
4018         if (!memcg->use_hierarchy)
4019                 goto out;
4020
4021         while (cgroup->parent) {
4022                 cgroup = cgroup->parent;
4023                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
4024                 if (!memcg->use_hierarchy)
4025                         break;
4026                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4027                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4028                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4029                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4030         }
4031 out:
4032         *mem_limit = min_limit;
4033         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4034         return;
4035 }
4036
4037 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4038 {
4039         struct mem_cgroup *memcg;
4040         int type, name;
4041
4042         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4043         type = MEMFILE_TYPE(event);
4044         name = MEMFILE_ATTR(event);
4045         switch (name) {
4046         case RES_MAX_USAGE:
4047                 if (type == _MEM)
4048                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4049                 else
4050                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4051                 break;
4052         case RES_FAILCNT:
4053                 if (type == _MEM)
4054                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4055                 else
4056                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4057                 break;
4058         }
4059
4060         return 0;
4061 }
4062
4063 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4064                                         struct cftype *cft)
4065 {
4066         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4067 }
4068
4069 #ifdef CONFIG_MMU
4070 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4071                                         struct cftype *cft, u64 val)
4072 {
4073         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4074
4075         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4076                 return -EINVAL;
4077         /*
4078          * We check this value several times in both in can_attach() and
4079          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4080          * inconsistent.
4081          */
4082         cgroup_lock();
4083         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4084         cgroup_unlock();
4085
4086         return 0;
4087 }
4088 #else
4089 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4090                                         struct cftype *cft, u64 val)
4091 {
4092         return -ENOSYS;
4093 }
4094 #endif
4095
4096
4097 /* For read statistics */
4098 enum {
4099         MCS_CACHE,
4100         MCS_RSS,
4101         MCS_FILE_MAPPED,
4102         MCS_PGPGIN,
4103         MCS_PGPGOUT,
4104         MCS_SWAP,
4105         MCS_PGFAULT,
4106         MCS_PGMAJFAULT,
4107         MCS_INACTIVE_ANON,
4108         MCS_ACTIVE_ANON,
4109         MCS_INACTIVE_FILE,
4110         MCS_ACTIVE_FILE,
4111         MCS_UNEVICTABLE,
4112         NR_MCS_STAT,
4113 };
4114
4115 struct mcs_total_stat {
4116         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4117 };
4118
4119 struct {
4120         char *local_name;
4121         char *total_name;
4122 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4123         {"cache", "total_cache"},
4124         {"rss", "total_rss"},
4125         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4126         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4127         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4128         {"swap", "total_swap"},
4129         {"pgfault", "total_pgfault"},
4130         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4131         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4132         {"active_anon", "total_active_anon"},
4133         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4134         {"active_file", "total_active_file"},
4135         {"unevictable", "total_unevictable"}
4136 };
4137
4138
4139 static void
4140 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4141 {
4142         s64 val;
4143
4144         /* per cpu stat */
4145         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4146         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4147         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4148         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4149         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4150         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4151         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4152         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4153         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4154         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4155         if (do_swap_account) {
4156                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4157                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4158         }
4159         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4160         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4161         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4162         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4163
4164         /* per zone stat */
4165         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4166         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4167         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4168         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4169         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4170         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4171         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4172         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4173         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4174         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4175 }
4176
4177 static void
4178 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4179 {
4180         struct mem_cgroup *iter;
4181
4182         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4183                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4184 }
4185
4186 #ifdef CONFIG_NUMA
4187 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4188 {
4189         int nid;
4190         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4191         unsigned long node_nr;
4192         struct cgroup *cont = m->private;
4193         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4194
4195         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL);
4196         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4197         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4198                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid, LRU_ALL);
4199                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4200         }
4201         seq_putc(m, '\n');
4202
4203         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL_FILE);
4204         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4205         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4206                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4207                                 LRU_ALL_FILE);
4208                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4209         }
4210         seq_putc(m, '\n');
4211
4212         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL_ANON);
4213         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4214         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4215                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4216                                 LRU_ALL_ANON);
4217                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4218         }
4219         seq_putc(m, '\n');
4220
4221         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4222         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4223         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4224                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4225                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4226                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4227         }
4228         seq_putc(m, '\n');
4229         return 0;
4230 }
4231 #endif /* CONFIG_NUMA */
4232
4233 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4234                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4235 {
4236         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4237         struct mcs_total_stat mystat;
4238         int i;
4239
4240         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4241         mem_cgroup_get_local_stat(mem_cont, &mystat);
4242
4243
4244         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4245                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4246                         continue;
4247                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4248         }
4249
4250         /* Hierarchical information */
4251         {
4252                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4253                 memcg_get_hierarchical_limit(mem_cont, &limit, &memsw_limit);
4254                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4255                 if (do_swap_account)
4256                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4257         }
4258
4259         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4260         mem_cgroup_get_total_stat(mem_cont, &mystat);
4261         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4262                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4263                         continue;
4264                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4265         }
4266
4267 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4268         {
4269                 int nid, zid;
4270                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4271                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4272                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4273
4274                 for_each_online_node(nid)
4275                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4276                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
4277
4278                                 recent_rotated[0] +=
4279                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
4280                                 recent_rotated[1] +=
4281                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
4282                                 recent_scanned[0] +=
4283                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
4284                                 recent_scanned[1] +=
4285                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
4286                         }
4287                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4288                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4289                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4290                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4291         }
4292 #endif
4293
4294         return 0;
4295 }
4296
4297 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4298 {
4299         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4300
4301         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4302 }
4303
4304 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4305                                        u64 val)
4306 {
4307         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4308         struct mem_cgroup *parent;
4309
4310         if (val > 100)
4311                 return -EINVAL;
4312
4313         if (cgrp->parent == NULL)
4314                 return -EINVAL;
4315
4316         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4317
4318         cgroup_lock();
4319
4320         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4321         if ((parent->use_hierarchy) ||
4322             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4323                 cgroup_unlock();
4324                 return -EINVAL;
4325         }
4326
4327         memcg->swappiness = val;
4328
4329         cgroup_unlock();
4330
4331         return 0;
4332 }
4333
4334 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4335 {
4336         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4337         u64 usage;
4338         int i;
4339
4340         rcu_read_lock();
4341         if (!swap)
4342                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4343         else
4344                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4345
4346         if (!t)
4347                 goto unlock;
4348
4349         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4350
4351         /*
4352          * current_threshold points to threshold just below usage.
4353          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4354          * call of __mem_cgroup_threshold().
4355          */
4356         i = t->current_threshold;
4357
4358         /*
4359          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4360          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4361          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4362          * only one element of the array here.
4363          */
4364         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4365                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4366
4367         /* i = current_threshold + 1 */
4368         i++;
4369
4370         /*
4371          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4372          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4373          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4374          * only one element of the array here.
4375          */
4376         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4377                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4378
4379         /* Update current_threshold */
4380         t->current_threshold = i - 1;
4381 unlock:
4382         rcu_read_unlock();
4383 }
4384
4385 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4386 {
4387         while (memcg) {
4388                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4389                 if (do_swap_account)
4390                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4391
4392                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4393         }
4394 }
4395
4396 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4397 {
4398         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4399         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4400
4401         return _a->threshold - _b->threshold;
4402 }
4403
4404 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4405 {
4406         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4407
4408         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4409                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4410         return 0;
4411 }
4412
4413 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4414 {
4415         struct mem_cgroup *iter;
4416
4417         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4418                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4419 }
4420
4421 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4422         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4423 {
4424         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4425         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4426         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4427         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4428         u64 threshold, usage;
4429         int i, size, ret;
4430
4431         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4432         if (ret)
4433                 return ret;
4434
4435         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4436
4437         if (type == _MEM)
4438                 thresholds = &memcg->thresholds;
4439         else if (type == _MEMSWAP)
4440                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4441         else
4442                 BUG();
4443
4444         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4445
4446         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4447         if (thresholds->primary)
4448                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4449
4450         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4451
4452         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4453         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4454                         GFP_KERNEL);
4455         if (!new) {
4456                 ret = -ENOMEM;
4457                 goto unlock;
4458         }
4459         new->size = size;
4460
4461         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4462         if (thresholds->primary) {
4463                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4464                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4465         }
4466
4467         /* Add new threshold */
4468         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4469         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4470
4471         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4472         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4473                         compare_thresholds, NULL);
4474
4475         /* Find current threshold */
4476         new->current_threshold = -1;
4477         for (i = 0; i < size; i++) {
4478                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4479                         /*
4480                          * new->current_threshold will not be used until
4481                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4482                          * it here.
4483                          */
4484                         ++new->current_threshold;
4485                 }
4486         }
4487
4488         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4489         kfree(thresholds->spare);
4490         thresholds->spare = thresholds->primary;
4491
4492         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4493
4494         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4495         synchronize_rcu();
4496
4497 unlock:
4498         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4499
4500         return ret;
4501 }
4502
4503 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4504         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4505 {
4506         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4507         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4508         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4509         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4510         u64 usage;
4511         int i, j, size;
4512
4513         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4514         if (type == _MEM)
4515                 thresholds = &memcg->thresholds;
4516         else if (type == _MEMSWAP)
4517                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4518         else
4519                 BUG();
4520
4521         /*
4522          * Something went wrong if we trying to unregister a threshold
4523          * if we don't have thresholds
4524          */
4525         BUG_ON(!thresholds);
4526
4527         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4528
4529         /* Check if a threshold crossed before removing */
4530         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4531
4532         /* Calculate new number of threshold */
4533         size = 0;
4534         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4535                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4536                         size++;
4537         }
4538
4539         new = thresholds->spare;
4540
4541         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4542         if (!size) {
4543                 kfree(new);
4544                 new = NULL;
4545                 goto swap_buffers;
4546         }
4547
4548         new->size = size;
4549
4550         /* Copy thresholds and find current threshold */
4551         new->current_threshold = -1;
4552         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4553                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4554                         continue;
4555
4556                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4557                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4558                         /*
4559                          * new->current_threshold will not be used
4560                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4561                          * it here.
4562                          */
4563                         ++new->current_threshold;
4564                 }
4565                 j++;
4566         }
4567
4568 swap_buffers:
4569         /* Swap primary and spare array */
4570         thresholds->spare = thresholds->primary;
4571         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4572
4573         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4574         synchronize_rcu();
4575
4576         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4577 }
4578
4579 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4580         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4581 {
4582         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4583         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4584         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4585
4586         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4587         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4588         if (!event)
4589                 return -ENOMEM;
4590
4591         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4592
4593         event->eventfd = eventfd;
4594         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4595
4596         /* already in OOM ? */
4597         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4598                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4599         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4600
4601         return 0;
4602 }
4603
4604 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4605         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4606 {
4607         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4608         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4609         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4610
4611         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4612
4613         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4614
4615         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4616                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4617                         list_del(&ev->list);
4618                         kfree(ev);
4619                 }
4620         }
4621
4622         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4623 }
4624
4625 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4626         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4627 {
4628         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4629
4630         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4631
4632         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4633                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4634         else
4635                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4636         return 0;
4637 }
4638
4639 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4640         struct cftype *cft, u64 val)
4641 {
4642         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4643         struct mem_cgroup *parent;
4644
4645         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4646         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4647                 return -EINVAL;
4648
4649         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4650
4651         cgroup_lock();
4652         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4653         if ((parent->use_hierarchy) ||
4654             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4655                 cgroup_unlock();
4656                 return -EINVAL;
4657         }
4658         memcg->oom_kill_disable = val;
4659         if (!val)
4660                 memcg_oom_recover(memcg);
4661         cgroup_unlock();
4662         return 0;
4663 }
4664
4665 #ifdef CONFIG_NUMA
4666 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4667         .read = seq_read,
4668         .llseek = seq_lseek,
4669         .release = single_release,
4670 };
4671
4672 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4673 {
4674         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4675
4676         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4677         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4678 }
4679 #endif /* CONFIG_NUMA */
4680
4681 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4682 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4683 {
4684         /*
4685          * Part of this would be better living in a separate allocation
4686          * function, leaving us with just the cgroup tree population work.
4687          * We, however, depend on state such as network's proto_list that
4688          * is only initialized after cgroup creation. I found the less
4689          * cumbersome way to deal with it to defer it all to populate time
4690          */
4691         return mem_cgroup_sockets_init(cont, ss);
4692 };
4693
4694 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4695                                 struct cgroup *cont)
4696 {
4697         mem_cgroup_sockets_destroy(cont, ss);
4698 }
4699 #else
4700 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4701 {
4702         return 0;
4703 }
4704
4705 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4706                                 struct cgroup *cont)
4707 {
4708 }
4709 #endif
4710
4711 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4712         {
4713                 .name = "usage_in_bytes",
4714                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4715                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4716                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4717                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4718         },
4719         {
4720                 .name = "max_usage_in_bytes",
4721                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4722                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4723                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4724         },
4725         {
4726                 .name = "limit_in_bytes",
4727                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4728                 .write_string = mem_cgroup_write,
4729                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4730         },
4731         {
4732                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4733                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4734                 .write_string = mem_cgroup_write,
4735                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4736         },
4737         {
4738                 .name = "failcnt",
4739                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4740                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4741                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4742         },
4743         {
4744                 .name = "stat",
4745                 .read_map = mem_control_stat_show,
4746         },
4747         {
4748                 .name = "force_empty",
4749                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4750         },
4751         {
4752                 .name = "use_hierarchy",
4753                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4754                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4755         },
4756         {
4757                 .name = "swappiness",
4758                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4759                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4760         },
4761         {
4762                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4763                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4764                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4765         },
4766         {
4767                 .name = "oom_control",
4768                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4769                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4770                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4771                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4772                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4773         },
4774 #ifdef CONFIG_NUMA
4775         {
4776                 .name = "numa_stat",
4777                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4778                 .mode = S_IRUGO,
4779         },
4780 #endif
4781 };
4782
4783 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4784 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4785         {
4786                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4787                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4788                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4789                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4790                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4791         },
4792         {
4793                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4794                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4795                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4796                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4797         },
4798         {
4799                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4800                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4801                 .write_string = mem_cgroup_write,
4802                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4803         },
4804         {
4805                 .name = "memsw.failcnt",
4806                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4807                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4808                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4809         },
4810 };
4811
4812 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4813 {
4814         if (!do_swap_account)
4815                 return 0;
4816         return cgroup_add_files(cont, ss, memsw_cgroup_files,
4817                                 ARRAY_SIZE(memsw_cgroup_files));
4818 };
4819 #else
4820 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4821 {
4822         return 0;
4823 }
4824 #endif
4825
4826 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4827 {
4828         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4829         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4830         enum lru_list l;
4831         int zone, tmp = node;
4832         /*
4833          * This routine is called against possible nodes.
4834          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4835          *
4836          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4837          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4838          *       function.
4839          */
4840         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4841                 tmp = -1;
4842         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4843         if (!pn)
4844                 return 1;
4845
4846         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4847                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4848                 for_each_lru(l)
4849                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lruvec.lists[l]);
4850                 mz->usage_in_excess = 0;
4851                 mz->on_tree = false;
4852                 mz->mem = memcg;
4853         }
4854         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4855         return 0;
4856 }
4857
4858 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4859 {
4860         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4861 }
4862
4863 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4864 {
4865         struct mem_cgroup *mem;
4866         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4867
4868         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4869         if (size < PAGE_SIZE)
4870                 mem = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4871         else
4872                 mem = vzalloc(size);
4873
4874         if (!mem)
4875                 return NULL;
4876
4877         mem->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4878         if (!mem->stat)
4879                 goto out_free;
4880         spin_lock_init(&mem->pcp_counter_lock);
4881         return mem;
4882
4883 out_free:
4884         if (size < PAGE_SIZE)
4885                 kfree(mem);
4886         else
4887                 vfree(mem);
4888         return NULL;
4889 }
4890
4891 /*
4892  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4893  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4894  *
4895  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4896  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4897  * it goes down to 0.
4898  *
4899  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4900  */
4901
4902 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4903 {
4904         int node;
4905
4906         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4907         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4908
4909         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
4910                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4911
4912         free_percpu(memcg->stat);
4913         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4914                 kfree(memcg);
4915         else
4916                 vfree(memcg);
4917 }
4918
4919 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4920 {
4921         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4922 }
4923
4924 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4925 {
4926         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4927                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4928                 __mem_cgroup_free(memcg);
4929                 if (parent)
4930                         mem_cgroup_put(parent);
4931         }
4932 }
4933
4934 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4935 {
4936         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4937 }
4938
4939 /*
4940  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4941  */
4942 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4943 {
4944         if (!memcg->res.parent)
4945                 return NULL;
4946         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4947 }
4948 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4949
4950 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4951 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4952 {
4953         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4954                 do_swap_account = 1;
4955 }
4956 #else
4957 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4958 {
4959 }
4960 #endif
4961
4962 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4963 {
4964         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4965         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4966         int tmp, node, zone;
4967
4968         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
4969                 tmp = node;
4970                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4971                         tmp = -1;
4972                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4973                 if (!rtpn)
4974                         goto err_cleanup;
4975
4976                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4977
4978                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4979                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4980                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4981                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4982                 }
4983         }
4984         return 0;
4985
4986 err_cleanup:
4987         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
4988                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4989                         break;
4990                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4991                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4992         }
4993         return 1;
4994
4995 }
4996
4997 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4998 mem_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
4999 {
5000         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
5001         long error = -ENOMEM;
5002         int node;
5003
5004         memcg = mem_cgroup_alloc();
5005         if (!memcg)
5006                 return ERR_PTR(error);
5007
5008         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
5009                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5010                         goto free_out;
5011
5012         /* root ? */
5013         if (cont->parent == NULL) {
5014                 int cpu;
5015                 enable_swap_cgroup();
5016                 parent = NULL;
5017                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
5018                         goto free_out;
5019                 root_mem_cgroup = memcg;
5020                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5021                         struct memcg_stock_pcp *stock =
5022                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
5023                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
5024                 }
5025                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5026         } else {
5027                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
5028                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5029                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5030         }
5031
5032         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5033                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5034                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5035                 /*
5036                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
5037                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
5038                  * This refcnt will be decremented when freeing this
5039                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
5040                  */
5041                 mem_cgroup_get(parent);
5042         } else {
5043                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5044                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5045         }
5046         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5047         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5048
5049         if (parent)
5050                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5051         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
5052         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5053         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5054         return &memcg->css;
5055 free_out:
5056         __mem_cgroup_free(memcg);
5057         return ERR_PTR(error);
5058 }
5059
5060 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
5061                                         struct cgroup *cont)
5062 {
5063         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5064
5065         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
5066 }
5067
5068 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
5069                                 struct cgroup *cont)
5070 {
5071         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5072
5073         kmem_cgroup_destroy(ss, cont);
5074
5075         mem_cgroup_put(memcg);
5076 }
5077
5078 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
5079                                 struct cgroup *cont)
5080 {
5081         int ret;
5082
5083         ret = cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
5084                                 ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
5085
5086         if (!ret)
5087                 ret = register_memsw_files(cont, ss);
5088
5089         if (!ret)
5090                 ret = register_kmem_files(cont, ss);
5091
5092         return ret;
5093 }
5094
5095 #ifdef CONFIG_MMU
5096 /* Handlers for move charge at task migration. */
5097 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5098 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5099 {
5100         int ret = 0;
5101         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5102         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5103
5104         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5105                 mc.precharge += count;
5106                 /* we don't need css_get for root */
5107                 return ret;
5108         }
5109         /* try to charge at once */
5110         if (count > 1) {
5111                 struct res_counter *dummy;
5112                 /*
5113                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5114                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5115                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5116                  * css_get().
5117                  */
5118                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5119                         goto one_by_one;
5120                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5121                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5122                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5123                         goto one_by_one;
5124                 }
5125                 mc.precharge += count;
5126                 return ret;
5127         }
5128 one_by_one:
5129         /* fall back to one by one charge */
5130         while (count--) {
5131                 if (signal_pending(current)) {
5132                         ret = -EINTR;
5133                         break;
5134                 }
5135                 if (!batch_count--) {
5136                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5137                         cond_resched();
5138                 }
5139                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5140                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5141                 if (ret || !memcg)
5142                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5143                         return -ENOMEM;
5144                 mc.precharge++;
5145         }
5146         return ret;
5147 }
5148
5149 /**
5150  * is_target_pte_for_mc - check a pte whether it is valid for move charge
5151  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5152  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5153  * @ptent: the pte to be checked
5154  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5155  *
5156  * Returns
5157  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5158  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5159  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5160  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5161  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5162  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5163  *     in target->ent.
5164  *
5165  * Called with pte lock held.
5166  */
5167 union mc_target {
5168         struct page     *page;
5169         swp_entry_t     ent;
5170 };
5171
5172 enum mc_target_type {
5173         MC_TARGET_NONE, /* not used */
5174         MC_TARGET_PAGE,
5175         MC_TARGET_SWAP,
5176 };
5177
5178 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5179                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5180 {
5181         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5182
5183         if (!page || !page_mapped(page))
5184                 return NULL;
5185         if (PageAnon(page)) {
5186                 /* we don't move shared anon */
5187                 if (!move_anon() || page_mapcount(page) > 2)
5188                         return NULL;
5189         } else if (!move_file())
5190                 /* we ignore mapcount for file pages */
5191                 return NULL;
5192         if (!get_page_unless_zero(page))
5193                 return NULL;
5194
5195         return page;
5196 }
5197
5198 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5199                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5200 {
5201         int usage_count;
5202         struct page *page = NULL;
5203         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5204
5205         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5206                 return NULL;
5207         usage_count = mem_cgroup_count_swap_user(ent, &page);
5208         if (usage_count > 1) { /* we don't move shared anon */
5209                 if (page)
5210                         put_page(page);
5211                 return NULL;
5212         }
5213         if (do_swap_account)
5214                 entry->val = ent.val;
5215
5216         return page;
5217 }
5218
5219 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5220                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5221 {
5222         struct page *page = NULL;
5223         struct inode *inode;
5224         struct address_space *mapping;
5225         pgoff_t pgoff;
5226
5227         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5228                 return NULL;
5229         if (!move_file())
5230                 return NULL;
5231
5232         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5233         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5234         if (pte_none(ptent))
5235                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5236         else /* pte_file(ptent) is true */
5237                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5238
5239         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5240         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5241
5242 #ifdef CONFIG_SWAP
5243         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5244         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5245                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5246                 if (do_swap_account)
5247                         *entry = swap;
5248                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5249         }
5250 #endif
5251         return page;
5252 }
5253
5254 static int is_target_pte_for_mc(struct vm_area_struct *vma,
5255                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5256 {
5257         struct page *page = NULL;
5258         struct page_cgroup *pc;
5259         int ret = 0;
5260         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5261
5262         if (pte_present(ptent))
5263                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5264         else if (is_swap_pte(ptent))
5265                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5266         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5267                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5268
5269         if (!page && !ent.val)
5270                 return 0;
5271         if (page) {
5272                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5273                 /*
5274                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5275                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5276                  * the lock.
5277                  */
5278                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5279                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5280                         if (target)
5281                                 target->page = page;
5282                 }
5283                 if (!ret || !target)
5284                         put_page(page);
5285         }
5286         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5287         if (ent.val && !ret &&
5288                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5289                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5290                 if (target)
5291                         target->ent = ent;
5292         }
5293         return ret;
5294 }
5295
5296 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5297                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5298                                         struct mm_walk *walk)
5299 {
5300         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5301         pte_t *pte;
5302         spinlock_t *ptl;
5303
5304         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5305
5306         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5307         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5308                 if (is_target_pte_for_mc(vma, addr, *pte, NULL))
5309                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5310         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5311         cond_resched();
5312
5313         return 0;
5314 }
5315
5316 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5317 {
5318         unsigned long precharge;
5319         struct vm_area_struct *vma;
5320
5321         down_read(&mm->mmap_sem);
5322         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5323                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5324                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5325                         .mm = mm,
5326                         .private = vma,
5327                 };
5328                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5329                         continue;
5330                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5331                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5332         }
5333         up_read(&mm->mmap_sem);
5334
5335         precharge = mc.precharge;
5336         mc.precharge = 0;
5337
5338         return precharge;
5339 }
5340
5341 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5342 {
5343         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5344
5345         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5346         mc.moving_task = current;
5347         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5348 }
5349
5350 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5351 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5352 {
5353         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5354         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5355
5356         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5357         if (mc.precharge) {
5358                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5359                 mc.precharge = 0;
5360         }
5361         /*
5362          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5363          * we must uncharge here.
5364          */
5365         if (mc.moved_charge) {
5366                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5367                 mc.moved_charge = 0;
5368         }
5369         /* we must fixup refcnts and charges */
5370         if (mc.moved_swap) {
5371                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5372                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5373                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5374                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5375                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5376
5377                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5378                         /*
5379                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5380                          * uncharge to->res.
5381                          */
5382                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5383                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5384                 }
5385                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5386                 mc.moved_swap = 0;
5387         }
5388         memcg_oom_recover(from);
5389         memcg_oom_recover(to);
5390         wake_up_all(&mc.waitq);
5391 }
5392
5393 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5394 {
5395         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5396
5397         /*
5398          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5399          * task migration.
5400          */
5401         mc.moving_task = NULL;
5402         __mem_cgroup_clear_mc();
5403         spin_lock(&mc.lock);
5404         mc.from = NULL;
5405         mc.to = NULL;
5406         spin_unlock(&mc.lock);
5407         mem_cgroup_end_move(from);
5408 }
5409
5410 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5411                                 struct cgroup *cgroup,
5412                                 struct cgroup_taskset *tset)
5413 {
5414         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5415         int ret = 0;
5416         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5417
5418         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5419                 struct mm_struct *mm;
5420                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5421
5422                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5423
5424                 mm = get_task_mm(p);
5425                 if (!mm)
5426                         return 0;
5427                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5428                 if (mm->owner == p) {
5429                         VM_BUG_ON(mc.from);
5430                         VM_BUG_ON(mc.to);
5431                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5432                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5433                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5434                         mem_cgroup_start_move(from);
5435                         spin_lock(&mc.lock);
5436                         mc.from = from;
5437                         mc.to = memcg;
5438                         spin_unlock(&mc.lock);
5439                         /* We set mc.moving_task later */
5440
5441                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5442                         if (ret)
5443                                 mem_cgroup_clear_mc();
5444                 }
5445                 mmput(mm);
5446         }
5447         return ret;
5448 }
5449
5450 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5451                                 struct cgroup *cgroup,
5452                                 struct cgroup_taskset *tset)
5453 {
5454         mem_cgroup_clear_mc();
5455 }
5456
5457 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5458                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5459                                 struct mm_walk *walk)
5460 {
5461         int ret = 0;
5462         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5463         pte_t *pte;
5464         spinlock_t *ptl;
5465
5466         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5467 retry:
5468         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5469         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5470                 pte_t ptent = *(pte++);
5471                 union mc_target target;
5472                 int type;
5473                 struct page *page;
5474                 struct page_cgroup *pc;
5475                 swp_entry_t ent;
5476
5477                 if (!mc.precharge)
5478                         break;
5479
5480                 type = is_target_pte_for_mc(vma, addr, ptent, &target);
5481                 switch (type) {
5482                 case MC_TARGET_PAGE:
5483                         page = target.page;
5484                         if (isolate_lru_page(page))
5485                                 goto put;
5486                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5487                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5488                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5489                                 mc.precharge--;
5490                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5491                                 mc.moved_charge++;
5492                         }
5493                         putback_lru_page(page);
5494 put:                    /* is_target_pte_for_mc() gets the page */
5495                         put_page(page);
5496                         break;
5497                 case MC_TARGET_SWAP:
5498                         ent = target.ent;
5499                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent,
5500                                                 mc.from, mc.to, false)) {
5501                                 mc.precharge--;
5502                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5503                                 mc.moved_swap++;
5504                         }
5505                         break;
5506                 default:
5507                         break;
5508                 }
5509         }
5510         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5511         cond_resched();
5512
5513         if (addr != end) {
5514                 /*
5515                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5516                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5517                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5518                  * phase.
5519                  */
5520                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5521                 if (!ret)
5522                         goto retry;
5523         }
5524
5525         return ret;
5526 }
5527
5528 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5529 {
5530         struct vm_area_struct *vma;
5531
5532         lru_add_drain_all();
5533 retry:
5534         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5535                 /*
5536                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5537                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5538                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5539                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5540                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5541                  */
5542                 __mem_cgroup_clear_mc();
5543                 cond_resched();
5544                 goto retry;
5545         }
5546         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5547                 int ret;
5548                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5549                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5550                         .mm = mm,
5551                         .private = vma,
5552                 };
5553                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5554                         continue;
5555                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5556                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5557                 if (ret)
5558                         /*
5559                          * means we have consumed all precharges and failed in
5560                          * doing additional charge. Just abandon here.
5561                          */
5562                         break;
5563         }
5564         up_read(&mm->mmap_sem);
5565 }
5566
5567 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5568                                 struct cgroup *cont,
5569                                 struct cgroup_taskset *tset)
5570 {
5571         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5572         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5573
5574         if (mm) {
5575                 if (mc.to)
5576                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5577                 put_swap_token(mm);
5578                 mmput(mm);
5579         }
5580         if (mc.to)
5581                 mem_cgroup_clear_mc();
5582 }
5583 #else   /* !CONFIG_MMU */
5584 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5585                                 struct cgroup *cgroup,
5586                                 struct cgroup_taskset *tset)
5587 {
5588         return 0;
5589 }
5590 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5591                                 struct cgroup *cgroup,
5592                                 struct cgroup_taskset *tset)
5593 {
5594 }
5595 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5596                                 struct cgroup *cont,
5597                                 struct cgroup_taskset *tset)
5598 {
5599 }
5600 #endif
5601
5602 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5603         .name = "memory",
5604         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5605         .create = mem_cgroup_create,
5606         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5607         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5608         .populate = mem_cgroup_populate,
5609         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5610         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5611         .attach = mem_cgroup_move_task,
5612         .early_init = 0,
5613         .use_id = 1,
5614 };
5615
5616 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5617 static int __init enable_swap_account(char *s)
5618 {
5619         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5620         if (!strcmp(s, "1"))
5621                 really_do_swap_account = 1;
5622         else if (!strcmp(s, "0"))
5623                 really_do_swap_account = 0;
5624         return 1;
5625 }
5626 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5627
5628 #endif