350a14da6525d07730e74020ed966d3dbac98f79
[linux-2.6.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
12  * (at your option) any later version.
13  *
14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17  * GNU General Public License for more details.
18  */
19
20 #include <linux/res_counter.h>
21 #include <linux/memcontrol.h>
22 #include <linux/cgroup.h>
23 #include <linux/mm.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/page-flags.h>
26 #include <linux/backing-dev.h>
27 #include <linux/bit_spinlock.h>
28 #include <linux/rcupdate.h>
29 #include <linux/swap.h>
30 #include <linux/spinlock.h>
31 #include <linux/fs.h>
32 #include <linux/seq_file.h>
33
34 #include <asm/uaccess.h>
35
36 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys;
37 static const int MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES = 5;
38
39 /*
40  * Statistics for memory cgroup.
41  */
42 enum mem_cgroup_stat_index {
43         /*
44          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
45          */
46         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
47         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as rss */
48
49         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
50 };
51
52 struct mem_cgroup_stat_cpu {
53         s64 count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
54 } ____cacheline_aligned_in_smp;
55
56 struct mem_cgroup_stat {
57         struct mem_cgroup_stat_cpu cpustat[NR_CPUS];
58 };
59
60 /*
61  * For accounting under irq disable, no need for increment preempt count.
62  */
63 static void __mem_cgroup_stat_add_safe(struct mem_cgroup_stat *stat,
64                 enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
65 {
66         int cpu = smp_processor_id();
67         stat->cpustat[cpu].count[idx] += val;
68 }
69
70 static s64 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup_stat *stat,
71                 enum mem_cgroup_stat_index idx)
72 {
73         int cpu;
74         s64 ret = 0;
75         for_each_possible_cpu(cpu)
76                 ret += stat->cpustat[cpu].count[idx];
77         return ret;
78 }
79
80 /*
81  * per-zone information in memory controller.
82  */
83
84 enum mem_cgroup_zstat_index {
85         MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE,
86         MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE,
87
88         NR_MEM_CGROUP_ZSTAT,
89 };
90
91 struct mem_cgroup_per_zone {
92         /*
93          * spin_lock to protect the per cgroup LRU
94          */
95         spinlock_t              lru_lock;
96         struct list_head        active_list;
97         struct list_head        inactive_list;
98         unsigned long count[NR_MEM_CGROUP_ZSTAT];
99 };
100 /* Macro for accessing counter */
101 #define MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx)       ((mz)->count[(idx)])
102
103 struct mem_cgroup_per_node {
104         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
105 };
106
107 struct mem_cgroup_lru_info {
108         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
109 };
110
111 /*
112  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
113  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
114  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
115  * to help the administrator determine what knobs to tune.
116  *
117  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
118  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
119  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
120  * a feature that will be implemented much later in the future.
121  */
122 struct mem_cgroup {
123         struct cgroup_subsys_state css;
124         /*
125          * the counter to account for memory usage
126          */
127         struct res_counter res;
128         /*
129          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
130          * per zone LRU lists.
131          */
132         struct mem_cgroup_lru_info info;
133
134         int     prev_priority;  /* for recording reclaim priority */
135         /*
136          * statistics.
137          */
138         struct mem_cgroup_stat stat;
139 };
140 static struct mem_cgroup init_mem_cgroup;
141
142 /*
143  * We use the lower bit of the page->page_cgroup pointer as a bit spin
144  * lock.  We need to ensure that page->page_cgroup is at least two
145  * byte aligned (based on comments from Nick Piggin).  But since
146  * bit_spin_lock doesn't actually set that lock bit in a non-debug
147  * uniprocessor kernel, we should avoid setting it here too.
148  */
149 #define PAGE_CGROUP_LOCK_BIT    0x0
150 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_DEBUG_SPINLOCK)
151 #define PAGE_CGROUP_LOCK        (1 << PAGE_CGROUP_LOCK_BIT)
152 #else
153 #define PAGE_CGROUP_LOCK        0x0
154 #endif
155
156 /*
157  * A page_cgroup page is associated with every page descriptor. The
158  * page_cgroup helps us identify information about the cgroup
159  */
160 struct page_cgroup {
161         struct list_head lru;           /* per cgroup LRU list */
162         struct page *page;
163         struct mem_cgroup *mem_cgroup;
164         int ref_cnt;                    /* cached, mapped, migrating */
165         int flags;
166 };
167 #define PAGE_CGROUP_FLAG_CACHE  (0x1)   /* charged as cache */
168 #define PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE (0x2)   /* page is active in this cgroup */
169
170 static int page_cgroup_nid(struct page_cgroup *pc)
171 {
172         return page_to_nid(pc->page);
173 }
174
175 static enum zone_type page_cgroup_zid(struct page_cgroup *pc)
176 {
177         return page_zonenum(pc->page);
178 }
179
180 enum charge_type {
181         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
182         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
183 };
184
185 /*
186  * Always modified under lru lock. Then, not necessary to preempt_disable()
187  */
188 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *mem, int flags,
189                                         bool charge)
190 {
191         int val = (charge)? 1 : -1;
192         struct mem_cgroup_stat *stat = &mem->stat;
193
194         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
195         if (flags & PAGE_CGROUP_FLAG_CACHE)
196                 __mem_cgroup_stat_add_safe(stat, MEM_CGROUP_STAT_CACHE, val);
197         else
198                 __mem_cgroup_stat_add_safe(stat, MEM_CGROUP_STAT_RSS, val);
199 }
200
201 static struct mem_cgroup_per_zone *
202 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *mem, int nid, int zid)
203 {
204         return &mem->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
205 }
206
207 static struct mem_cgroup_per_zone *
208 page_cgroup_zoneinfo(struct page_cgroup *pc)
209 {
210         struct mem_cgroup *mem = pc->mem_cgroup;
211         int nid = page_cgroup_nid(pc);
212         int zid = page_cgroup_zid(pc);
213
214         return mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
215 }
216
217 static unsigned long mem_cgroup_get_all_zonestat(struct mem_cgroup *mem,
218                                         enum mem_cgroup_zstat_index idx)
219 {
220         int nid, zid;
221         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
222         u64 total = 0;
223
224         for_each_online_node(nid)
225                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
226                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
227                         total += MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx);
228                 }
229         return total;
230 }
231
232 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
233 {
234         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
235                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
236                                 css);
237 }
238
239 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
240 {
241         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
242                                 struct mem_cgroup, css);
243 }
244
245 static inline int page_cgroup_locked(struct page *page)
246 {
247         return bit_spin_is_locked(PAGE_CGROUP_LOCK_BIT, &page->page_cgroup);
248 }
249
250 static void page_assign_page_cgroup(struct page *page, struct page_cgroup *pc)
251 {
252         VM_BUG_ON(!page_cgroup_locked(page));
253         page->page_cgroup = ((unsigned long)pc | PAGE_CGROUP_LOCK);
254 }
255
256 struct page_cgroup *page_get_page_cgroup(struct page *page)
257 {
258         return (struct page_cgroup *) (page->page_cgroup & ~PAGE_CGROUP_LOCK);
259 }
260
261 static void lock_page_cgroup(struct page *page)
262 {
263         bit_spin_lock(PAGE_CGROUP_LOCK_BIT, &page->page_cgroup);
264 }
265
266 static int try_lock_page_cgroup(struct page *page)
267 {
268         return bit_spin_trylock(PAGE_CGROUP_LOCK_BIT, &page->page_cgroup);
269 }
270
271 static void unlock_page_cgroup(struct page *page)
272 {
273         bit_spin_unlock(PAGE_CGROUP_LOCK_BIT, &page->page_cgroup);
274 }
275
276 static void __mem_cgroup_remove_list(struct page_cgroup *pc)
277 {
278         int from = pc->flags & PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
279         struct mem_cgroup_per_zone *mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
280
281         if (from)
282                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE) -= 1;
283         else
284                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE) -= 1;
285
286         mem_cgroup_charge_statistics(pc->mem_cgroup, pc->flags, false);
287         list_del_init(&pc->lru);
288 }
289
290 static void __mem_cgroup_add_list(struct page_cgroup *pc)
291 {
292         int to = pc->flags & PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
293         struct mem_cgroup_per_zone *mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
294
295         if (!to) {
296                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE) += 1;
297                 list_add(&pc->lru, &mz->inactive_list);
298         } else {
299                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE) += 1;
300                 list_add(&pc->lru, &mz->active_list);
301         }
302         mem_cgroup_charge_statistics(pc->mem_cgroup, pc->flags, true);
303 }
304
305 static void __mem_cgroup_move_lists(struct page_cgroup *pc, bool active)
306 {
307         int from = pc->flags & PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
308         struct mem_cgroup_per_zone *mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
309
310         if (from)
311                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE) -= 1;
312         else
313                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE) -= 1;
314
315         if (active) {
316                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE) += 1;
317                 pc->flags |= PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
318                 list_move(&pc->lru, &mz->active_list);
319         } else {
320                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE) += 1;
321                 pc->flags &= ~PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
322                 list_move(&pc->lru, &mz->inactive_list);
323         }
324 }
325
326 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *mem)
327 {
328         int ret;
329
330         task_lock(task);
331         ret = task->mm && mm_match_cgroup(task->mm, mem);
332         task_unlock(task);
333         return ret;
334 }
335
336 /*
337  * This routine assumes that the appropriate zone's lru lock is already held
338  */
339 void mem_cgroup_move_lists(struct page *page, bool active)
340 {
341         struct page_cgroup *pc;
342         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
343         unsigned long flags;
344
345         /*
346          * We cannot lock_page_cgroup while holding zone's lru_lock,
347          * because other holders of lock_page_cgroup can be interrupted
348          * with an attempt to rotate_reclaimable_page.  But we cannot
349          * safely get to page_cgroup without it, so just try_lock it:
350          * mem_cgroup_isolate_pages allows for page left on wrong list.
351          */
352         if (!try_lock_page_cgroup(page))
353                 return;
354
355         pc = page_get_page_cgroup(page);
356         if (pc) {
357                 mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
358                 spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
359                 __mem_cgroup_move_lists(pc, active);
360                 spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
361         }
362         unlock_page_cgroup(page);
363 }
364
365 /*
366  * Calculate mapped_ratio under memory controller. This will be used in
367  * vmscan.c for deteremining we have to reclaim mapped pages.
368  */
369 int mem_cgroup_calc_mapped_ratio(struct mem_cgroup *mem)
370 {
371         long total, rss;
372
373         /*
374          * usage is recorded in bytes. But, here, we assume the number of
375          * physical pages can be represented by "long" on any arch.
376          */
377         total = (long) (mem->res.usage >> PAGE_SHIFT) + 1L;
378         rss = (long)mem_cgroup_read_stat(&mem->stat, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
379         return (int)((rss * 100L) / total);
380 }
381
382 /*
383  * This function is called from vmscan.c. In page reclaiming loop. balance
384  * between active and inactive list is calculated. For memory controller
385  * page reclaiming, we should use using mem_cgroup's imbalance rather than
386  * zone's global lru imbalance.
387  */
388 long mem_cgroup_reclaim_imbalance(struct mem_cgroup *mem)
389 {
390         unsigned long active, inactive;
391         /* active and inactive are the number of pages. 'long' is ok.*/
392         active = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE);
393         inactive = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE);
394         return (long) (active / (inactive + 1));
395 }
396
397 /*
398  * prev_priority control...this will be used in memory reclaim path.
399  */
400 int mem_cgroup_get_reclaim_priority(struct mem_cgroup *mem)
401 {
402         return mem->prev_priority;
403 }
404
405 void mem_cgroup_note_reclaim_priority(struct mem_cgroup *mem, int priority)
406 {
407         if (priority < mem->prev_priority)
408                 mem->prev_priority = priority;
409 }
410
411 void mem_cgroup_record_reclaim_priority(struct mem_cgroup *mem, int priority)
412 {
413         mem->prev_priority = priority;
414 }
415
416 /*
417  * Calculate # of pages to be scanned in this priority/zone.
418  * See also vmscan.c
419  *
420  * priority starts from "DEF_PRIORITY" and decremented in each loop.
421  * (see include/linux/mmzone.h)
422  */
423
424 long mem_cgroup_calc_reclaim_active(struct mem_cgroup *mem,
425                                    struct zone *zone, int priority)
426 {
427         long nr_active;
428         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
429         int zid = zone_idx(zone);
430         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
431
432         nr_active = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE);
433         return (nr_active >> priority);
434 }
435
436 long mem_cgroup_calc_reclaim_inactive(struct mem_cgroup *mem,
437                                         struct zone *zone, int priority)
438 {
439         long nr_inactive;
440         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
441         int zid = zone_idx(zone);
442         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
443
444         nr_inactive = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE);
445         return (nr_inactive >> priority);
446 }
447
448 unsigned long mem_cgroup_isolate_pages(unsigned long nr_to_scan,
449                                         struct list_head *dst,
450                                         unsigned long *scanned, int order,
451                                         int mode, struct zone *z,
452                                         struct mem_cgroup *mem_cont,
453                                         int active)
454 {
455         unsigned long nr_taken = 0;
456         struct page *page;
457         unsigned long scan;
458         LIST_HEAD(pc_list);
459         struct list_head *src;
460         struct page_cgroup *pc, *tmp;
461         int nid = z->zone_pgdat->node_id;
462         int zid = zone_idx(z);
463         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
464
465         BUG_ON(!mem_cont);
466         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
467         if (active)
468                 src = &mz->active_list;
469         else
470                 src = &mz->inactive_list;
471
472
473         spin_lock(&mz->lru_lock);
474         scan = 0;
475         list_for_each_entry_safe_reverse(pc, tmp, src, lru) {
476                 if (scan >= nr_to_scan)
477                         break;
478                 page = pc->page;
479
480                 if (unlikely(!PageLRU(page)))
481                         continue;
482
483                 if (PageActive(page) && !active) {
484                         __mem_cgroup_move_lists(pc, true);
485                         continue;
486                 }
487                 if (!PageActive(page) && active) {
488                         __mem_cgroup_move_lists(pc, false);
489                         continue;
490                 }
491
492                 scan++;
493                 list_move(&pc->lru, &pc_list);
494
495                 if (__isolate_lru_page(page, mode) == 0) {
496                         list_move(&page->lru, dst);
497                         nr_taken++;
498                 }
499         }
500
501         list_splice(&pc_list, src);
502         spin_unlock(&mz->lru_lock);
503
504         *scanned = scan;
505         return nr_taken;
506 }
507
508 /*
509  * Charge the memory controller for page usage.
510  * Return
511  * 0 if the charge was successful
512  * < 0 if the cgroup is over its limit
513  */
514 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
515                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
516 {
517         struct mem_cgroup *mem;
518         struct page_cgroup *pc;
519         unsigned long flags;
520         unsigned long nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
521         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
522
523         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
524                 return 0;
525
526         /*
527          * Should page_cgroup's go to their own slab?
528          * One could optimize the performance of the charging routine
529          * by saving a bit in the page_flags and using it as a lock
530          * to see if the cgroup page already has a page_cgroup associated
531          * with it
532          */
533 retry:
534         lock_page_cgroup(page);
535         pc = page_get_page_cgroup(page);
536         /*
537          * The page_cgroup exists and
538          * the page has already been accounted.
539          */
540         if (pc) {
541                 VM_BUG_ON(pc->page != page);
542                 VM_BUG_ON(pc->ref_cnt <= 0);
543
544                 pc->ref_cnt++;
545                 unlock_page_cgroup(page);
546                 goto done;
547         }
548         unlock_page_cgroup(page);
549
550         pc = kzalloc(sizeof(struct page_cgroup), gfp_mask);
551         if (pc == NULL)
552                 goto err;
553
554         /*
555          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
556          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
557          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
558          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
559          */
560         if (!mm)
561                 mm = &init_mm;
562
563         rcu_read_lock();
564         mem = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
565         /*
566          * For every charge from the cgroup, increment reference count
567          */
568         css_get(&mem->css);
569         rcu_read_unlock();
570
571         while (res_counter_charge(&mem->res, PAGE_SIZE)) {
572                 if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
573                         goto out;
574
575                 if (try_to_free_mem_cgroup_pages(mem, gfp_mask))
576                         continue;
577
578                 /*
579                  * try_to_free_mem_cgroup_pages() might not give us a full
580                  * picture of reclaim. Some pages are reclaimed and might be
581                  * moved to swap cache or just unmapped from the cgroup.
582                  * Check the limit again to see if the reclaim reduced the
583                  * current usage of the cgroup before giving up
584                  */
585                 if (res_counter_check_under_limit(&mem->res))
586                         continue;
587
588                 if (!nr_retries--) {
589                         mem_cgroup_out_of_memory(mem, gfp_mask);
590                         goto out;
591                 }
592                 congestion_wait(WRITE, HZ/10);
593         }
594
595         pc->ref_cnt = 1;
596         pc->mem_cgroup = mem;
597         pc->page = page;
598         pc->flags = PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
599         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE)
600                 pc->flags |= PAGE_CGROUP_FLAG_CACHE;
601
602         lock_page_cgroup(page);
603         if (page_get_page_cgroup(page)) {
604                 unlock_page_cgroup(page);
605                 /*
606                  * Another charge has been added to this page already.
607                  * We take lock_page_cgroup(page) again and read
608                  * page->cgroup, increment refcnt.... just retry is OK.
609                  */
610                 res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE);
611                 css_put(&mem->css);
612                 kfree(pc);
613                 goto retry;
614         }
615         page_assign_page_cgroup(page, pc);
616
617         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
618         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
619         __mem_cgroup_add_list(pc);
620         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
621
622         unlock_page_cgroup(page);
623 done:
624         return 0;
625 out:
626         css_put(&mem->css);
627         kfree(pc);
628 err:
629         return -ENOMEM;
630 }
631
632 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
633 {
634         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
635                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
636 }
637
638 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
639                                 gfp_t gfp_mask)
640 {
641         if (!mm)
642                 mm = &init_mm;
643         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
644                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
645 }
646
647 /*
648  * Uncharging is always a welcome operation, we never complain, simply
649  * uncharge.
650  */
651 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
652 {
653         struct page_cgroup *pc;
654         struct mem_cgroup *mem;
655         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
656         unsigned long flags;
657
658         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
659                 return;
660
661         /*
662          * Check if our page_cgroup is valid
663          */
664         lock_page_cgroup(page);
665         pc = page_get_page_cgroup(page);
666         if (!pc)
667                 goto unlock;
668
669         VM_BUG_ON(pc->page != page);
670         VM_BUG_ON(pc->ref_cnt <= 0);
671
672         if (--(pc->ref_cnt) == 0) {
673                 mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
674                 spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
675                 __mem_cgroup_remove_list(pc);
676                 spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
677
678                 page_assign_page_cgroup(page, NULL);
679                 unlock_page_cgroup(page);
680
681                 mem = pc->mem_cgroup;
682                 res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE);
683                 css_put(&mem->css);
684
685                 kfree(pc);
686                 return;
687         }
688
689 unlock:
690         unlock_page_cgroup(page);
691 }
692
693 /*
694  * Returns non-zero if a page (under migration) has valid page_cgroup member.
695  * Refcnt of page_cgroup is incremented.
696  */
697 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page)
698 {
699         struct page_cgroup *pc;
700
701         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
702                 return 0;
703
704         lock_page_cgroup(page);
705         pc = page_get_page_cgroup(page);
706         if (pc)
707                 pc->ref_cnt++;
708         unlock_page_cgroup(page);
709         return pc != NULL;
710 }
711
712 void mem_cgroup_end_migration(struct page *page)
713 {
714         mem_cgroup_uncharge_page(page);
715 }
716
717 /*
718  * We know both *page* and *newpage* are now not-on-LRU and PG_locked.
719  * And no race with uncharge() routines because page_cgroup for *page*
720  * has extra one reference by mem_cgroup_prepare_migration.
721  */
722 void mem_cgroup_page_migration(struct page *page, struct page *newpage)
723 {
724         struct page_cgroup *pc;
725         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
726         unsigned long flags;
727
728         lock_page_cgroup(page);
729         pc = page_get_page_cgroup(page);
730         if (!pc) {
731                 unlock_page_cgroup(page);
732                 return;
733         }
734
735         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
736         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
737         __mem_cgroup_remove_list(pc);
738         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
739
740         page_assign_page_cgroup(page, NULL);
741         unlock_page_cgroup(page);
742
743         pc->page = newpage;
744         lock_page_cgroup(newpage);
745         page_assign_page_cgroup(newpage, pc);
746
747         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
748         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
749         __mem_cgroup_add_list(pc);
750         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
751
752         unlock_page_cgroup(newpage);
753 }
754
755 /*
756  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
757  * This routine ignores page_cgroup->ref_cnt.
758  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
759  */
760 #define FORCE_UNCHARGE_BATCH    (128)
761 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *mem,
762                             struct mem_cgroup_per_zone *mz,
763                             int active)
764 {
765         struct page_cgroup *pc;
766         struct page *page;
767         int count = FORCE_UNCHARGE_BATCH;
768         unsigned long flags;
769         struct list_head *list;
770
771         if (active)
772                 list = &mz->active_list;
773         else
774                 list = &mz->inactive_list;
775
776         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
777         while (!list_empty(list)) {
778                 pc = list_entry(list->prev, struct page_cgroup, lru);
779                 page = pc->page;
780                 get_page(page);
781                 spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
782                 mem_cgroup_uncharge_page(page);
783                 put_page(page);
784                 if (--count <= 0) {
785                         count = FORCE_UNCHARGE_BATCH;
786                         cond_resched();
787                 }
788                 spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
789         }
790         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
791 }
792
793 /*
794  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
795  * This enables deleting this mem_cgroup.
796  */
797 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *mem)
798 {
799         int ret = -EBUSY;
800         int node, zid;
801
802         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
803                 return 0;
804
805         css_get(&mem->css);
806         /*
807          * page reclaim code (kswapd etc..) will move pages between
808          * active_list <-> inactive_list while we don't take a lock.
809          * So, we have to do loop here until all lists are empty.
810          */
811         while (mem->res.usage > 0) {
812                 if (atomic_read(&mem->css.cgroup->count) > 0)
813                         goto out;
814                 for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
815                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
816                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
817                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, node, zid);
818                                 /* drop all page_cgroup in active_list */
819                                 mem_cgroup_force_empty_list(mem, mz, 1);
820                                 /* drop all page_cgroup in inactive_list */
821                                 mem_cgroup_force_empty_list(mem, mz, 0);
822                         }
823         }
824         ret = 0;
825 out:
826         css_put(&mem->css);
827         return ret;
828 }
829
830 static int mem_cgroup_write_strategy(char *buf, unsigned long long *tmp)
831 {
832         *tmp = memparse(buf, &buf);
833         if (*buf != '\0')
834                 return -EINVAL;
835
836         /*
837          * Round up the value to the closest page size
838          */
839         *tmp = ((*tmp + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT) << PAGE_SHIFT;
840         return 0;
841 }
842
843 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
844 {
845         return res_counter_read_u64(&mem_cgroup_from_cont(cont)->res,
846                                     cft->private);
847 }
848
849 static ssize_t mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
850                                 struct file *file, const char __user *userbuf,
851                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
852 {
853         return res_counter_write(&mem_cgroup_from_cont(cont)->res,
854                                 cft->private, userbuf, nbytes, ppos,
855                                 mem_cgroup_write_strategy);
856 }
857
858 static ssize_t mem_cgroup_max_reset(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
859                                 struct file *file, const char __user *userbuf,
860                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
861 {
862         struct mem_cgroup *mem;
863
864         mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
865         res_counter_reset_max(&mem->res);
866         return nbytes;
867 }
868
869 static ssize_t mem_force_empty_write(struct cgroup *cont,
870                                 struct cftype *cft, struct file *file,
871                                 const char __user *userbuf,
872                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
873 {
874         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
875         int ret = mem_cgroup_force_empty(mem);
876         if (!ret)
877                 ret = nbytes;
878         return ret;
879 }
880
881 static const struct mem_cgroup_stat_desc {
882         const char *msg;
883         u64 unit;
884 } mem_cgroup_stat_desc[] = {
885         [MEM_CGROUP_STAT_CACHE] = { "cache", PAGE_SIZE, },
886         [MEM_CGROUP_STAT_RSS] = { "rss", PAGE_SIZE, },
887 };
888
889 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
890                                  struct cgroup_map_cb *cb)
891 {
892         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
893         struct mem_cgroup_stat *stat = &mem_cont->stat;
894         int i;
895
896         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(stat->cpustat[0].count); i++) {
897                 s64 val;
898
899                 val = mem_cgroup_read_stat(stat, i);
900                 val *= mem_cgroup_stat_desc[i].unit;
901                 cb->fill(cb, mem_cgroup_stat_desc[i].msg, val);
902         }
903         /* showing # of active pages */
904         {
905                 unsigned long active, inactive;
906
907                 inactive = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem_cont,
908                                                 MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE);
909                 active = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem_cont,
910                                                 MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE);
911                 cb->fill(cb, "active", (active) * PAGE_SIZE);
912                 cb->fill(cb, "inactive", (inactive) * PAGE_SIZE);
913         }
914         return 0;
915 }
916
917 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
918         {
919                 .name = "usage_in_bytes",
920                 .private = RES_USAGE,
921                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
922         },
923         {
924                 .name = "max_usage_in_bytes",
925                 .private = RES_MAX_USAGE,
926                 .write = mem_cgroup_max_reset,
927                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
928         },
929         {
930                 .name = "limit_in_bytes",
931                 .private = RES_LIMIT,
932                 .write = mem_cgroup_write,
933                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
934         },
935         {
936                 .name = "failcnt",
937                 .private = RES_FAILCNT,
938                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
939         },
940         {
941                 .name = "force_empty",
942                 .write = mem_force_empty_write,
943         },
944         {
945                 .name = "stat",
946                 .read_map = mem_control_stat_show,
947         },
948 };
949
950 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
951 {
952         struct mem_cgroup_per_node *pn;
953         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
954         int zone, tmp = node;
955         /*
956          * This routine is called against possible nodes.
957          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
958          *
959          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
960          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
961          *       function.
962          */
963         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
964                 tmp = -1;
965         pn = kmalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
966         if (!pn)
967                 return 1;
968
969         mem->info.nodeinfo[node] = pn;
970         memset(pn, 0, sizeof(*pn));
971
972         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
973                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
974                 INIT_LIST_HEAD(&mz->active_list);
975                 INIT_LIST_HEAD(&mz->inactive_list);
976                 spin_lock_init(&mz->lru_lock);
977         }
978         return 0;
979 }
980
981 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
982 {
983         kfree(mem->info.nodeinfo[node]);
984 }
985
986 static struct cgroup_subsys_state *
987 mem_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
988 {
989         struct mem_cgroup *mem;
990         int node;
991
992         if (unlikely((cont->parent) == NULL))
993                 mem = &init_mem_cgroup;
994         else
995                 mem = kzalloc(sizeof(struct mem_cgroup), GFP_KERNEL);
996
997         if (mem == NULL)
998                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
999
1000         res_counter_init(&mem->res);
1001
1002         memset(&mem->info, 0, sizeof(mem->info));
1003
1004         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
1005                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node))
1006                         goto free_out;
1007
1008         return &mem->css;
1009 free_out:
1010         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
1011                 free_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node);
1012         if (cont->parent != NULL)
1013                 kfree(mem);
1014         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1015 }
1016
1017 static void mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
1018                                         struct cgroup *cont)
1019 {
1020         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
1021         mem_cgroup_force_empty(mem);
1022 }
1023
1024 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
1025                                 struct cgroup *cont)
1026 {
1027         int node;
1028         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
1029
1030         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
1031                 free_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node);
1032
1033         kfree(mem_cgroup_from_cont(cont));
1034 }
1035
1036 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
1037                                 struct cgroup *cont)
1038 {
1039         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
1040                 return 0;
1041         return cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
1042                                         ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
1043 }
1044
1045 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
1046                                 struct cgroup *cont,
1047                                 struct cgroup *old_cont,
1048                                 struct task_struct *p)
1049 {
1050         struct mm_struct *mm;
1051         struct mem_cgroup *mem, *old_mem;
1052
1053         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
1054                 return;
1055
1056         mm = get_task_mm(p);
1057         if (mm == NULL)
1058                 return;
1059
1060         mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
1061         old_mem = mem_cgroup_from_cont(old_cont);
1062
1063         if (mem == old_mem)
1064                 goto out;
1065
1066         /*
1067          * Only thread group leaders are allowed to migrate, the mm_struct is
1068          * in effect owned by the leader
1069          */
1070         if (!thread_group_leader(p))
1071                 goto out;
1072
1073 out:
1074         mmput(mm);
1075 }
1076
1077 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
1078         .name = "memory",
1079         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
1080         .create = mem_cgroup_create,
1081         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
1082         .destroy = mem_cgroup_destroy,
1083         .populate = mem_cgroup_populate,
1084         .attach = mem_cgroup_move_task,
1085         .early_init = 0,
1086 };