memcg: fix Bad page state after replace_page_cache
[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_STAT_NSTATS,
93 };
94
95 enum mem_cgroup_events_index {
96         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
97         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
102 };
103 /*
104  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
105  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
106  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
107  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
108  */
109 enum mem_cgroup_events_target {
110         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
111         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
112         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
113         MEM_CGROUP_NTARGETS,
114 };
115 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET (128)
116 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET (1024)
117 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  (1024)
118
119 struct mem_cgroup_stat_cpu {
120         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
121         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
122         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
123 };
124
125 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
126         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
127         int position;
128         /* scan generation, increased every round-trip */
129         unsigned int generation;
130 };
131
132 /*
133  * per-zone information in memory controller.
134  */
135 struct mem_cgroup_per_zone {
136         struct lruvec           lruvec;
137         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
138
139         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
140
141         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
142         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
143         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
144                                                 /* the soft limit is exceeded*/
145         bool                    on_tree;
146         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
147                                                 /* use container_of        */
148 };
149
150 struct mem_cgroup_per_node {
151         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
152 };
153
154 struct mem_cgroup_lru_info {
155         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
156 };
157
158 /*
159  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
160  * their hierarchy representation
161  */
162
163 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
164         struct rb_root rb_root;
165         spinlock_t lock;
166 };
167
168 struct mem_cgroup_tree_per_node {
169         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
170 };
171
172 struct mem_cgroup_tree {
173         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
174 };
175
176 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
177
178 struct mem_cgroup_threshold {
179         struct eventfd_ctx *eventfd;
180         u64 threshold;
181 };
182
183 /* For threshold */
184 struct mem_cgroup_threshold_ary {
185         /* An array index points to threshold just below usage. */
186         int current_threshold;
187         /* Size of entries[] */
188         unsigned int size;
189         /* Array of thresholds */
190         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_thresholds {
194         /* Primary thresholds array */
195         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
196         /*
197          * Spare threshold array.
198          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
199          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
200          */
201         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
202 };
203
204 /* for OOM */
205 struct mem_cgroup_eventfd_list {
206         struct list_head list;
207         struct eventfd_ctx *eventfd;
208 };
209
210 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
211 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
212
213 /*
214  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
215  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
216  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
217  * to help the administrator determine what knobs to tune.
218  *
219  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
220  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
221  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
222  * a feature that will be implemented much later in the future.
223  */
224 struct mem_cgroup {
225         struct cgroup_subsys_state css;
226         /*
227          * the counter to account for memory usage
228          */
229         struct res_counter res;
230
231         union {
232                 /*
233                  * the counter to account for mem+swap usage.
234                  */
235                 struct res_counter memsw;
236
237                 /*
238                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
239                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
240                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
241                  * in a union with the res field, but res plays a much
242                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
243                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
244                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
245                  */
246                 struct rcu_head rcu_freeing;
247                 /*
248                  * But when using vfree(), that cannot be done at
249                  * interrupt time, so we must then queue the work.
250                  */
251                 struct work_struct work_freeing;
252         };
253
254         /*
255          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
256          * per zone LRU lists.
257          */
258         struct mem_cgroup_lru_info info;
259         int last_scanned_node;
260 #if MAX_NUMNODES > 1
261         nodemask_t      scan_nodes;
262         atomic_t        numainfo_events;
263         atomic_t        numainfo_updating;
264 #endif
265         /*
266          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
267          */
268         bool use_hierarchy;
269
270         bool            oom_lock;
271         atomic_t        under_oom;
272
273         atomic_t        refcnt;
274
275         int     swappiness;
276         /* OOM-Killer disable */
277         int             oom_kill_disable;
278
279         /* set when res.limit == memsw.limit */
280         bool            memsw_is_minimum;
281
282         /* protect arrays of thresholds */
283         struct mutex thresholds_lock;
284
285         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
286         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
287
288         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
289         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
290
291         /* For oom notifier event fd */
292         struct list_head oom_notify;
293
294         /*
295          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
296          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
297          */
298         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
299         /*
300          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
301          */
302         atomic_t        moving_account;
303         /* taken only while moving_account > 0 */
304         spinlock_t      move_lock;
305         /*
306          * percpu counter.
307          */
308         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
309         /*
310          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
311          * See mem_cgroup_read_stat().
312          */
313         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
314         spinlock_t pcp_counter_lock;
315
316 #ifdef CONFIG_INET
317         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
318 #endif
319 };
320
321 /* Stuffs for move charges at task migration. */
322 /*
323  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
324  * left-shifted bitmap of these types.
325  */
326 enum move_type {
327         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
328         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
329         NR_MOVE_TYPE,
330 };
331
332 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
333 static struct move_charge_struct {
334         spinlock_t        lock; /* for from, to */
335         struct mem_cgroup *from;
336         struct mem_cgroup *to;
337         unsigned long precharge;
338         unsigned long moved_charge;
339         unsigned long moved_swap;
340         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
341         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
342 } mc = {
343         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
344         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
345 };
346
347 static bool move_anon(void)
348 {
349         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
350                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
351 }
352
353 static bool move_file(void)
354 {
355         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
356                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
357 }
358
359 /*
360  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
361  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
362  */
363 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
364 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
365
366 enum charge_type {
367         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
368         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
369         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
370         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
371         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
372         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
373         NR_CHARGE_TYPE,
374 };
375
376 /* for encoding cft->private value on file */
377 #define _MEM                    (0)
378 #define _MEMSWAP                (1)
379 #define _OOM_TYPE               (2)
380 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
381 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
382 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
383 /* Used for OOM nofiier */
384 #define OOM_CONTROL             (0)
385
386 /*
387  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
388  */
389 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
390 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
391 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
392 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
393
394 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
395 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
396
397 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
398 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
399 #include <net/sock.h>
400 #include <net/ip.h>
401
402 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
403 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
404 {
405         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
406                 struct mem_cgroup *memcg;
407
408                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
409
410                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
411                  * filled. It won't however, necessarily happen from
412                  * process context. So the test for root memcg given
413                  * the current task's memcg won't help us in this case.
414                  *
415                  * Respecting the original socket's memcg is a better
416                  * decision in this case.
417                  */
418                 if (sk->sk_cgrp) {
419                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
420                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
421                         return;
422                 }
423
424                 rcu_read_lock();
425                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
426                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
427                         mem_cgroup_get(memcg);
428                         sk->sk_cgrp = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
429                 }
430                 rcu_read_unlock();
431         }
432 }
433 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
434
435 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
436 {
437         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
438                 struct mem_cgroup *memcg;
439                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
440                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
441                 mem_cgroup_put(memcg);
442         }
443 }
444
445 #ifdef CONFIG_INET
446 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
447 {
448         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
449                 return NULL;
450
451         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
452 }
453 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
454 #endif /* CONFIG_INET */
455 #endif /* CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM */
456
457 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
458
459 static struct mem_cgroup_per_zone *
460 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
461 {
462         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
463 }
464
465 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
466 {
467         return &memcg->css;
468 }
469
470 static struct mem_cgroup_per_zone *
471 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
472 {
473         int nid = page_to_nid(page);
474         int zid = page_zonenum(page);
475
476         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
477 }
478
479 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
480 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
481 {
482         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
483 }
484
485 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
486 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
487 {
488         int nid = page_to_nid(page);
489         int zid = page_zonenum(page);
490
491         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
492 }
493
494 static void
495 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
496                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
497                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
498                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
499 {
500         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
501         struct rb_node *parent = NULL;
502         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
503
504         if (mz->on_tree)
505                 return;
506
507         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
508         if (!mz->usage_in_excess)
509                 return;
510         while (*p) {
511                 parent = *p;
512                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
513                                         tree_node);
514                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
515                         p = &(*p)->rb_left;
516                 /*
517                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
518                  * limit by the same amount
519                  */
520                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
521                         p = &(*p)->rb_right;
522         }
523         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
524         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
525         mz->on_tree = true;
526 }
527
528 static void
529 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
530                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
531                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
532 {
533         if (!mz->on_tree)
534                 return;
535         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
536         mz->on_tree = false;
537 }
538
539 static void
540 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
541                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
542                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
543 {
544         spin_lock(&mctz->lock);
545         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
546         spin_unlock(&mctz->lock);
547 }
548
549
550 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
551 {
552         unsigned long long excess;
553         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
554         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
555         int nid = page_to_nid(page);
556         int zid = page_zonenum(page);
557         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
558
559         /*
560          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
561          * because their event counter is not touched.
562          */
563         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
564                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
565                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
566                 /*
567                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
568                  * mem is over its softlimit.
569                  */
570                 if (excess || mz->on_tree) {
571                         spin_lock(&mctz->lock);
572                         /* if on-tree, remove it */
573                         if (mz->on_tree)
574                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
575                         /*
576                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
577                          * If excess is 0, no tree ops.
578                          */
579                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
580                         spin_unlock(&mctz->lock);
581                 }
582         }
583 }
584
585 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
586 {
587         int node, zone;
588         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
589         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
590
591         for_each_node(node) {
592                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
593                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
594                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
595                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
596                 }
597         }
598 }
599
600 static struct mem_cgroup_per_zone *
601 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
602 {
603         struct rb_node *rightmost = NULL;
604         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
605
606 retry:
607         mz = NULL;
608         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
609         if (!rightmost)
610                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
611
612         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
613         /*
614          * Remove the node now but someone else can add it back,
615          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
616          * position in the tree.
617          */
618         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
619         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
620                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
621                 goto retry;
622 done:
623         return mz;
624 }
625
626 static struct mem_cgroup_per_zone *
627 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
628 {
629         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
630
631         spin_lock(&mctz->lock);
632         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
633         spin_unlock(&mctz->lock);
634         return mz;
635 }
636
637 /*
638  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
639  *
640  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
641  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
642  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
643  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
644  *
645  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
646  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
647  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
648  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
649  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
650  *
651  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
652  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
653  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
654  * implemented.
655  */
656 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
657                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
658 {
659         long val = 0;
660         int cpu;
661
662         get_online_cpus();
663         for_each_online_cpu(cpu)
664                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
665 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
666         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
667         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
668         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
669 #endif
670         put_online_cpus();
671         return val;
672 }
673
674 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
675                                          bool charge)
676 {
677         int val = (charge) ? 1 : -1;
678         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
679 }
680
681 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
682                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
683 {
684         unsigned long val = 0;
685         int cpu;
686
687         for_each_online_cpu(cpu)
688                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
689 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
690         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
691         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
692         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
693 #endif
694         return val;
695 }
696
697 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
698                                          bool anon, int nr_pages)
699 {
700         preempt_disable();
701
702         /*
703          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
704          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
705          */
706         if (anon)
707                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
708                                 nr_pages);
709         else
710                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
711                                 nr_pages);
712
713         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
714         if (nr_pages > 0)
715                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
716         else {
717                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
718                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
719         }
720
721         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
722
723         preempt_enable();
724 }
725
726 unsigned long
727 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
728                         unsigned int lru_mask)
729 {
730         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
731         enum lru_list lru;
732         unsigned long ret = 0;
733
734         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
735
736         for_each_lru(lru) {
737                 if (BIT(lru) & lru_mask)
738                         ret += mz->lru_size[lru];
739         }
740         return ret;
741 }
742
743 static unsigned long
744 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
745                         int nid, unsigned int lru_mask)
746 {
747         u64 total = 0;
748         int zid;
749
750         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
751                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
752                                                 nid, zid, lru_mask);
753
754         return total;
755 }
756
757 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
758                         unsigned int lru_mask)
759 {
760         int nid;
761         u64 total = 0;
762
763         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
764                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
765         return total;
766 }
767
768 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
769                                        enum mem_cgroup_events_target target)
770 {
771         unsigned long val, next;
772
773         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
774         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
775         /* from time_after() in jiffies.h */
776         if ((long)next - (long)val < 0) {
777                 switch (target) {
778                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
779                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
780                         break;
781                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
782                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
783                         break;
784                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
785                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
786                         break;
787                 default:
788                         break;
789                 }
790                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
791                 return true;
792         }
793         return false;
794 }
795
796 /*
797  * Check events in order.
798  *
799  */
800 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
801 {
802         preempt_disable();
803         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
804         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
805                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
806                 bool do_softlimit;
807                 bool do_numainfo __maybe_unused;
808
809                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
810                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
811 #if MAX_NUMNODES > 1
812                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
813                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
814 #endif
815                 preempt_enable();
816
817                 mem_cgroup_threshold(memcg);
818                 if (unlikely(do_softlimit))
819                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
820 #if MAX_NUMNODES > 1
821                 if (unlikely(do_numainfo))
822                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
823 #endif
824         } else
825                 preempt_enable();
826 }
827
828 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
829 {
830         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
831                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
832                                 css);
833 }
834
835 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
836 {
837         /*
838          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
839          * if it races with swapoff, page migration, etc.
840          * So this can be called with p == NULL.
841          */
842         if (unlikely(!p))
843                 return NULL;
844
845         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
846                                 struct mem_cgroup, css);
847 }
848
849 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
850 {
851         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
852
853         if (!mm)
854                 return NULL;
855         /*
856          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
857          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
858          * pessimistic (rather than adding locks here).
859          */
860         rcu_read_lock();
861         do {
862                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
863                 if (unlikely(!memcg))
864                         break;
865         } while (!css_tryget(&memcg->css));
866         rcu_read_unlock();
867         return memcg;
868 }
869
870 /**
871  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
872  * @root: hierarchy root
873  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
874  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
875  *
876  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
877  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
878  *
879  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
880  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
881  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
882  *
883  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
884  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
885  * reclaimers operating on the same zone and priority.
886  */
887 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
888                                    struct mem_cgroup *prev,
889                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
890 {
891         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
892         int id = 0;
893
894         if (mem_cgroup_disabled())
895                 return NULL;
896
897         if (!root)
898                 root = root_mem_cgroup;
899
900         if (prev && !reclaim)
901                 id = css_id(&prev->css);
902
903         if (prev && prev != root)
904                 css_put(&prev->css);
905
906         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
907                 if (prev)
908                         return NULL;
909                 return root;
910         }
911
912         while (!memcg) {
913                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
914                 struct cgroup_subsys_state *css;
915
916                 if (reclaim) {
917                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
918                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
919                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
920
921                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
922                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
923                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
924                                 return NULL;
925                         id = iter->position;
926                 }
927
928                 rcu_read_lock();
929                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
930                 if (css) {
931                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
932                                 memcg = container_of(css,
933                                                      struct mem_cgroup, css);
934                 } else
935                         id = 0;
936                 rcu_read_unlock();
937
938                 if (reclaim) {
939                         iter->position = id;
940                         if (!css)
941                                 iter->generation++;
942                         else if (!prev && memcg)
943                                 reclaim->generation = iter->generation;
944                 }
945
946                 if (prev && !css)
947                         return NULL;
948         }
949         return memcg;
950 }
951
952 /**
953  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
954  * @root: hierarchy root
955  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
956  */
957 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
958                            struct mem_cgroup *prev)
959 {
960         if (!root)
961                 root = root_mem_cgroup;
962         if (prev && prev != root)
963                 css_put(&prev->css);
964 }
965
966 /*
967  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
968  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
969  * be used for reference counting.
970  */
971 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
972         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
973              iter != NULL;                              \
974              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
975
976 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
977         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
978              iter != NULL;                              \
979              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
980
981 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
982 {
983         return (memcg == root_mem_cgroup);
984 }
985
986 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
987 {
988         struct mem_cgroup *memcg;
989
990         if (!mm)
991                 return;
992
993         rcu_read_lock();
994         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
995         if (unlikely(!memcg))
996                 goto out;
997
998         switch (idx) {
999         case PGFAULT:
1000                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1001                 break;
1002         case PGMAJFAULT:
1003                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1004                 break;
1005         default:
1006                 BUG();
1007         }
1008 out:
1009         rcu_read_unlock();
1010 }
1011 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1012
1013 /**
1014  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1015  * @zone: zone of the wanted lruvec
1016  * @mem: memcg of the wanted lruvec
1017  *
1018  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1019  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1020  * is disabled.
1021  */
1022 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1023                                       struct mem_cgroup *memcg)
1024 {
1025         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1026
1027         if (mem_cgroup_disabled())
1028                 return &zone->lruvec;
1029
1030         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1031         return &mz->lruvec;
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1036  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1037  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1038  *
1039  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1040  * 1. charge
1041  * 2. moving account
1042  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1043  * It is added to LRU before charge.
1044  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1045  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1046  */
1047
1048 /**
1049  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1050  * @zone: zone of the page
1051  * @page: the page
1052  * @lru: current lru
1053  *
1054  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1055  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1056  *
1057  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1058  * the returned lruvec->lists[@lru].
1059  */
1060 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1061                                        enum lru_list lru)
1062 {
1063         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1064         struct mem_cgroup *memcg;
1065         struct page_cgroup *pc;
1066
1067         if (mem_cgroup_disabled())
1068                 return &zone->lruvec;
1069
1070         pc = lookup_page_cgroup(page);
1071         memcg = pc->mem_cgroup;
1072
1073         /*
1074          * Surreptitiously switch any uncharged page to root:
1075          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1076          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1077          *
1078          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1079          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1080          * of pc->mem_cgroup safe.
1081          */
1082         if (!PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1083                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1084
1085         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1086         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1087         mz->lru_size[lru] += 1 << compound_order(page);
1088         return &mz->lruvec;
1089 }
1090
1091 /**
1092  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1093  * @page: the page
1094  * @lru: target lru
1095  *
1096  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1097  *
1098  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1099  * @page->lru.
1100  */
1101 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1102 {
1103         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1104         struct mem_cgroup *memcg;
1105         struct page_cgroup *pc;
1106
1107         if (mem_cgroup_disabled())
1108                 return;
1109
1110         pc = lookup_page_cgroup(page);
1111         memcg = pc->mem_cgroup;
1112         VM_BUG_ON(!memcg);
1113         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1114         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1115         VM_BUG_ON(mz->lru_size[lru] < (1 << compound_order(page)));
1116         mz->lru_size[lru] -= 1 << compound_order(page);
1117 }
1118
1119 void mem_cgroup_lru_del(struct page *page)
1120 {
1121         mem_cgroup_lru_del_list(page, page_lru(page));
1122 }
1123
1124 /**
1125  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1126  * @zone: zone of the page
1127  * @page: the page
1128  * @from: current lru
1129  * @to: target lru
1130  *
1131  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1132  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1133  * @page is charged to.
1134  *
1135  * The callsite is then responsible for physically relinking
1136  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1137  */
1138 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1139                                          struct page *page,
1140                                          enum lru_list from,
1141                                          enum lru_list to)
1142 {
1143         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1144         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1145         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1146 }
1147
1148 /*
1149  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1150  * hierarchy subtree
1151  */
1152 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1153                 struct mem_cgroup *memcg)
1154 {
1155         if (root_memcg != memcg) {
1156                 return (root_memcg->use_hierarchy &&
1157                         css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css));
1158         }
1159
1160         return true;
1161 }
1162
1163 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1164 {
1165         int ret;
1166         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1167         struct task_struct *p;
1168
1169         p = find_lock_task_mm(task);
1170         if (p) {
1171                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1172                 task_unlock(p);
1173         } else {
1174                 /*
1175                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1176                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1177                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1178                  */
1179                 task_lock(task);
1180                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1181                 if (curr)
1182                         css_get(&curr->css);
1183                 task_unlock(task);
1184         }
1185         if (!curr)
1186                 return 0;
1187         /*
1188          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1189          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1190          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1191          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1192          */
1193         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1194         css_put(&curr->css);
1195         return ret;
1196 }
1197
1198 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1199 {
1200         unsigned long inactive_ratio;
1201         int nid = zone_to_nid(zone);
1202         int zid = zone_idx(zone);
1203         unsigned long inactive;
1204         unsigned long active;
1205         unsigned long gb;
1206
1207         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1208                                                 BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1209         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1210                                               BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1211
1212         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1213         if (gb)
1214                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1215         else
1216                 inactive_ratio = 1;
1217
1218         return inactive * inactive_ratio < active;
1219 }
1220
1221 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1222 {
1223         unsigned long active;
1224         unsigned long inactive;
1225         int zid = zone_idx(zone);
1226         int nid = zone_to_nid(zone);
1227
1228         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1229                                                 BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1230         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1231                                               BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1232
1233         return (active > inactive);
1234 }
1235
1236 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1237                                                       struct zone *zone)
1238 {
1239         int nid = zone_to_nid(zone);
1240         int zid = zone_idx(zone);
1241         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1242
1243         return &mz->reclaim_stat;
1244 }
1245
1246 struct zone_reclaim_stat *
1247 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1248 {
1249         struct page_cgroup *pc;
1250         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1251
1252         if (mem_cgroup_disabled())
1253                 return NULL;
1254
1255         pc = lookup_page_cgroup(page);
1256         if (!PageCgroupUsed(pc))
1257                 return NULL;
1258         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1259         smp_rmb();
1260         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1261         return &mz->reclaim_stat;
1262 }
1263
1264 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1265         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1266
1267 /**
1268  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1269  * @mem: the memory cgroup
1270  *
1271  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1272  * pages.
1273  */
1274 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1275 {
1276         unsigned long long margin;
1277
1278         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1279         if (do_swap_account)
1280                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1281         return margin >> PAGE_SHIFT;
1282 }
1283
1284 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1285 {
1286         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1287
1288         /* root ? */
1289         if (cgrp->parent == NULL)
1290                 return vm_swappiness;
1291
1292         return memcg->swappiness;
1293 }
1294
1295 /*
1296  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1297  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1298  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1299  * rcu_read_lock(), like this:
1300  *
1301  *         CPU-A                                    CPU-B
1302  *                                              rcu_read_lock()
1303  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1304  *                                                   take heavy locks.
1305  *         synchronize_rcu()                    update something.
1306  *                                              rcu_read_unlock()
1307  *         start move here.
1308  */
1309
1310 /* for quick checking without looking up memcg */
1311 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1312
1313 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1314 {
1315         atomic_inc(&memcg_moving);
1316         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1317         synchronize_rcu();
1318 }
1319
1320 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1321 {
1322         /*
1323          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1324          * We check NULL in callee rather than caller.
1325          */
1326         if (memcg) {
1327                 atomic_dec(&memcg_moving);
1328                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1329         }
1330 }
1331
1332 /*
1333  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1334  *
1335  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1336  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1337  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1338  *
1339  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1340  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1341  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1342  */
1343
1344 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1345 {
1346         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1347         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1348 }
1349
1350 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1351 {
1352         struct mem_cgroup *from;
1353         struct mem_cgroup *to;
1354         bool ret = false;
1355         /*
1356          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1357          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1358          */
1359         spin_lock(&mc.lock);
1360         from = mc.from;
1361         to = mc.to;
1362         if (!from)
1363                 goto unlock;
1364
1365         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1366                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1367 unlock:
1368         spin_unlock(&mc.lock);
1369         return ret;
1370 }
1371
1372 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1373 {
1374         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1375                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1376                         DEFINE_WAIT(wait);
1377                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1378                         /* moving charge context might have finished. */
1379                         if (mc.moving_task)
1380                                 schedule();
1381                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1382                         return true;
1383                 }
1384         }
1385         return false;
1386 }
1387
1388 /*
1389  * Take this lock when
1390  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1391  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1392  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1393  */
1394 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1395                                   unsigned long *flags)
1396 {
1397         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1398 }
1399
1400 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1401                                 unsigned long *flags)
1402 {
1403         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1404 }
1405
1406 /**
1407  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1408  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1409  * @p: Task that is going to be killed
1410  *
1411  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1412  * enabled
1413  */
1414 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1415 {
1416         struct cgroup *task_cgrp;
1417         struct cgroup *mem_cgrp;
1418         /*
1419          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1420          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1421          * If this assumption is broken, revisit this code.
1422          */
1423         static char memcg_name[PATH_MAX];
1424         int ret;
1425
1426         if (!memcg || !p)
1427                 return;
1428
1429         rcu_read_lock();
1430
1431         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1432         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1433
1434         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1435         if (ret < 0) {
1436                 /*
1437                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1438                  * But we'll still print out the usage information
1439                  */
1440                 rcu_read_unlock();
1441                 goto done;
1442         }
1443         rcu_read_unlock();
1444
1445         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1446
1447         rcu_read_lock();
1448         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1449         if (ret < 0) {
1450                 rcu_read_unlock();
1451                 goto done;
1452         }
1453         rcu_read_unlock();
1454
1455         /*
1456          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1457          */
1458         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1459 done:
1460
1461         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1462                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1463                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1464                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1465         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1466                 "failcnt %llu\n",
1467                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1468                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1469                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1470 }
1471
1472 /*
1473  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1474  * 1(self count) if no children.
1475  */
1476 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1477 {
1478         int num = 0;
1479         struct mem_cgroup *iter;
1480
1481         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1482                 num++;
1483         return num;
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1488  */
1489 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1490 {
1491         u64 limit;
1492         u64 memsw;
1493
1494         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1495         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1496
1497         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1498         /*
1499          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1500          * to this memcg, return that limit.
1501          */
1502         return min(limit, memsw);
1503 }
1504
1505 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1506                                         gfp_t gfp_mask,
1507                                         unsigned long flags)
1508 {
1509         unsigned long total = 0;
1510         bool noswap = false;
1511         int loop;
1512
1513         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1514                 noswap = true;
1515         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1516                 noswap = true;
1517
1518         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1519                 if (loop)
1520                         drain_all_stock_async(memcg);
1521                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1522                 /*
1523                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1524                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1525                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1526                  */
1527                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1528                         break;
1529                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1530                         break;
1531                 /*
1532                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1533                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1534                  */
1535                 if (loop && !total)
1536                         break;
1537         }
1538         return total;
1539 }
1540
1541 /**
1542  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1543  * @mem: the target memcg
1544  * @nid: the node ID to be checked.
1545  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1546  *
1547  * This function returns whether the specified memcg contains any
1548  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1549  * pages in the node.
1550  */
1551 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1552                 int nid, bool noswap)
1553 {
1554         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1555                 return true;
1556         if (noswap || !total_swap_pages)
1557                 return false;
1558         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1559                 return true;
1560         return false;
1561
1562 }
1563 #if MAX_NUMNODES > 1
1564
1565 /*
1566  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1567  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1568  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1569  *
1570  */
1571 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1572 {
1573         int nid;
1574         /*
1575          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1576          * pagein/pageout changes since the last update.
1577          */
1578         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1579                 return;
1580         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1581                 return;
1582
1583         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1584         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1585
1586         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1587
1588                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1589                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1590         }
1591
1592         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1593         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1594 }
1595
1596 /*
1597  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1598  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1599  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1600  *
1601  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1602  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1603  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1604  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1605  *
1606  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1607  */
1608 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1609 {
1610         int node;
1611
1612         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1613         node = memcg->last_scanned_node;
1614
1615         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1616         if (node == MAX_NUMNODES)
1617                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1618         /*
1619          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1620          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1621          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1622          * we use curret node.
1623          */
1624         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1625                 node = numa_node_id();
1626
1627         memcg->last_scanned_node = node;
1628         return node;
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1633  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1634  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1635  * enough new information. We need to do double check.
1636  */
1637 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1638 {
1639         int nid;
1640
1641         /*
1642          * quick check...making use of scan_node.
1643          * We can skip unused nodes.
1644          */
1645         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1646                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1647                      nid < MAX_NUMNODES;
1648                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1649
1650                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1651                                 return true;
1652                 }
1653         }
1654         /*
1655          * Check rest of nodes.
1656          */
1657         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1658                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1659                         continue;
1660                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1661                         return true;
1662         }
1663         return false;
1664 }
1665
1666 #else
1667 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1668 {
1669         return 0;
1670 }
1671
1672 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1673 {
1674         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1675 }
1676 #endif
1677
1678 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1679                                    struct zone *zone,
1680                                    gfp_t gfp_mask,
1681                                    unsigned long *total_scanned)
1682 {
1683         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1684         int total = 0;
1685         int loop = 0;
1686         unsigned long excess;
1687         unsigned long nr_scanned;
1688         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1689                 .zone = zone,
1690                 .priority = 0,
1691         };
1692
1693         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1694
1695         while (1) {
1696                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1697                 if (!victim) {
1698                         loop++;
1699                         if (loop >= 2) {
1700                                 /*
1701                                  * If we have not been able to reclaim
1702                                  * anything, it might because there are
1703                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1704                                  */
1705                                 if (!total)
1706                                         break;
1707                                 /*
1708                                  * We want to do more targeted reclaim.
1709                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1710                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1711                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1712                                  */
1713                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1714                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1715                                         break;
1716                         }
1717                         continue;
1718                 }
1719                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1720                         continue;
1721                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1722                                                      zone, &nr_scanned);
1723                 *total_scanned += nr_scanned;
1724                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1725                         break;
1726         }
1727         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1728         return total;
1729 }
1730
1731 /*
1732  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1733  * If someone is running, return false.
1734  * Has to be called with memcg_oom_lock
1735  */
1736 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1737 {
1738         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1739
1740         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1741                 if (iter->oom_lock) {
1742                         /*
1743                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1744                          * so we cannot give a lock.
1745                          */
1746                         failed = iter;
1747                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1748                         break;
1749                 } else
1750                         iter->oom_lock = true;
1751         }
1752
1753         if (!failed)
1754                 return true;
1755
1756         /*
1757          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1758          * what we set up to the failing subtree
1759          */
1760         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1761                 if (iter == failed) {
1762                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1763                         break;
1764                 }
1765                 iter->oom_lock = false;
1766         }
1767         return false;
1768 }
1769
1770 /*
1771  * Has to be called with memcg_oom_lock
1772  */
1773 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1774 {
1775         struct mem_cgroup *iter;
1776
1777         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1778                 iter->oom_lock = false;
1779         return 0;
1780 }
1781
1782 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1783 {
1784         struct mem_cgroup *iter;
1785
1786         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1787                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1788 }
1789
1790 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1791 {
1792         struct mem_cgroup *iter;
1793
1794         /*
1795          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1796          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1797          * atomic_add_unless() here.
1798          */
1799         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1800                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1801 }
1802
1803 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1804 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1805
1806 struct oom_wait_info {
1807         struct mem_cgroup *memcg;
1808         wait_queue_t    wait;
1809 };
1810
1811 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1812         unsigned mode, int sync, void *arg)
1813 {
1814         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1815         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1816         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1817
1818         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1819         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1820
1821         /*
1822          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1823          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1824          */
1825         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1826                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1827                 return 0;
1828         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1829 }
1830
1831 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1832 {
1833         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1834         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1835 }
1836
1837 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1838 {
1839         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1840                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1841 }
1842
1843 /*
1844  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1845  */
1846 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1847 {
1848         struct oom_wait_info owait;
1849         bool locked, need_to_kill;
1850
1851         owait.memcg = memcg;
1852         owait.wait.flags = 0;
1853         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1854         owait.wait.private = current;
1855         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1856         need_to_kill = true;
1857         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1858
1859         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1860         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1861         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1862         /*
1863          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1864          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1865          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1866          */
1867         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1868         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1869                 need_to_kill = false;
1870         if (locked)
1871                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1872         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1873
1874         if (need_to_kill) {
1875                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1876                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1877         } else {
1878                 schedule();
1879                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1880         }
1881         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1882         if (locked)
1883                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1884         memcg_wakeup_oom(memcg);
1885         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1886
1887         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1888
1889         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1890                 return false;
1891         /* Give chance to dying process */
1892         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1893         return true;
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1898  * generalized to update other statistics as well.
1899  *
1900  * Notes: Race condition
1901  *
1902  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1903  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1904  * to do so _always_.
1905  *
1906  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1907  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1908  * are no race with "charge".
1909  *
1910  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1911  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1912  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1913  * by flags.
1914  *
1915  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1916  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1917  * If there is, we take a lock.
1918  */
1919
1920 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1921                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1922 {
1923         struct mem_cgroup *memcg;
1924         struct page_cgroup *pc;
1925
1926         pc = lookup_page_cgroup(page);
1927 again:
1928         memcg = pc->mem_cgroup;
1929         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1930                 return;
1931         /*
1932          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1933          * need to take move_lock_page_cgroup(). Because we already hold
1934          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1935          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1936          */
1937         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
1938                 return;
1939
1940         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
1941         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
1942                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
1943                 goto again;
1944         }
1945         *locked = true;
1946 }
1947
1948 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
1949 {
1950         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1951
1952         /*
1953          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
1954          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
1955          * should take move_lock_page_cgroup().
1956          */
1957         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
1958 }
1959
1960 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1961                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1962 {
1963         struct mem_cgroup *memcg;
1964         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1965         unsigned long uninitialized_var(flags);
1966
1967         if (mem_cgroup_disabled())
1968                 return;
1969
1970         memcg = pc->mem_cgroup;
1971         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1972                 return;
1973
1974         switch (idx) {
1975         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1976                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1977                 break;
1978         default:
1979                 BUG();
1980         }
1981
1982         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
1983 }
1984
1985 /*
1986  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1987  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1988  */
1989 #define CHARGE_BATCH    32U
1990 struct memcg_stock_pcp {
1991         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1992         unsigned int nr_pages;
1993         struct work_struct work;
1994         unsigned long flags;
1995 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
1996 };
1997 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1998 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1999
2000 /*
2001  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2002  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2003  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2004  * refilled.
2005  */
2006 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2007 {
2008         struct memcg_stock_pcp *stock;
2009         bool ret = true;
2010
2011         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2012         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2013                 stock->nr_pages--;
2014         else /* need to call res_counter_charge */
2015                 ret = false;
2016         put_cpu_var(memcg_stock);
2017         return ret;
2018 }
2019
2020 /*
2021  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2022  */
2023 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2024 {
2025         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2026
2027         if (stock->nr_pages) {
2028                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2029
2030                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2031                 if (do_swap_account)
2032                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2033                 stock->nr_pages = 0;
2034         }
2035         stock->cached = NULL;
2036 }
2037
2038 /*
2039  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2040  * a thread which is pinned to local cpu.
2041  */
2042 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2043 {
2044         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2045         drain_stock(stock);
2046         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2047 }
2048
2049 /*
2050  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2051  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2052  */
2053 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2054 {
2055         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2056
2057         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2058                 drain_stock(stock);
2059                 stock->cached = memcg;
2060         }
2061         stock->nr_pages += nr_pages;
2062         put_cpu_var(memcg_stock);
2063 }
2064
2065 /*
2066  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2067  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2068  * until the work is done.
2069  */
2070 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2071 {
2072         int cpu, curcpu;
2073
2074         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2075         get_online_cpus();
2076         curcpu = get_cpu();
2077         for_each_online_cpu(cpu) {
2078                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2079                 struct mem_cgroup *memcg;
2080
2081                 memcg = stock->cached;
2082                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2083                         continue;
2084                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2085                         continue;
2086                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2087                         if (cpu == curcpu)
2088                                 drain_local_stock(&stock->work);
2089                         else
2090                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2091                 }
2092         }
2093         put_cpu();
2094
2095         if (!sync)
2096                 goto out;
2097
2098         for_each_online_cpu(cpu) {
2099                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2100                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2101                         flush_work(&stock->work);
2102         }
2103 out:
2104         put_online_cpus();
2105 }
2106
2107 /*
2108  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2109  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2110  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2111  * it.
2112  */
2113 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2114 {
2115         /*
2116          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2117          */
2118         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2119                 return;
2120         drain_all_stock(root_memcg, false);
2121         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2122 }
2123
2124 /* This is a synchronous drain interface. */
2125 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2126 {
2127         /* called when force_empty is called */
2128         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2129         drain_all_stock(root_memcg, true);
2130         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2131 }
2132
2133 /*
2134  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2135  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2136  */
2137 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2138 {
2139         int i;
2140
2141         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2142         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2143                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2144
2145                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2146                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2147         }
2148         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2149                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2150
2151                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2152                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2153         }
2154         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2155 }
2156
2157 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2158                                         unsigned long action,
2159                                         void *hcpu)
2160 {
2161         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2162         struct memcg_stock_pcp *stock;
2163         struct mem_cgroup *iter;
2164
2165         if (action == CPU_ONLINE)
2166                 return NOTIFY_OK;
2167
2168         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2169                 return NOTIFY_OK;
2170
2171         for_each_mem_cgroup(iter)
2172                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2173
2174         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2175         drain_stock(stock);
2176         return NOTIFY_OK;
2177 }
2178
2179
2180 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2181 enum {
2182         CHARGE_OK,              /* success */
2183         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2184         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2185         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2186         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2187 };
2188
2189 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2190                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2191 {
2192         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2193         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2194         struct res_counter *fail_res;
2195         unsigned long flags = 0;
2196         int ret;
2197
2198         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2199
2200         if (likely(!ret)) {
2201                 if (!do_swap_account)
2202                         return CHARGE_OK;
2203                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2204                 if (likely(!ret))
2205                         return CHARGE_OK;
2206
2207                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2208                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2209                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2210         } else
2211                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2212         /*
2213          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2214          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2215          *
2216          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2217          * single page instead.
2218          */
2219         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2220                 return CHARGE_RETRY;
2221
2222         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2223                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2224
2225         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2226         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2227                 return CHARGE_RETRY;
2228         /*
2229          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2230          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2231          * before killing the task.
2232          *
2233          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2234          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2235          * to regular pages anyway in case of failure.
2236          */
2237         if (nr_pages == 1 && ret)
2238                 return CHARGE_RETRY;
2239
2240         /*
2241          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2242          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2243          */
2244         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2245                 return CHARGE_RETRY;
2246
2247         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2248         if (!oom_check)
2249                 return CHARGE_NOMEM;
2250         /* check OOM */
2251         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2252                 return CHARGE_OOM_DIE;
2253
2254         return CHARGE_RETRY;
2255 }
2256
2257 /*
2258  * __mem_cgroup_try_charge() does
2259  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2260  * 2. update res_counter
2261  * 3. call memory reclaim if necessary.
2262  *
2263  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2264  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2265  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2266  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2267  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2268  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2269  *
2270  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2271  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2272  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2273  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2274  *
2275  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2276  * the oom-killer can be invoked.
2277  */
2278 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2279                                    gfp_t gfp_mask,
2280                                    unsigned int nr_pages,
2281                                    struct mem_cgroup **ptr,
2282                                    bool oom)
2283 {
2284         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2285         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2286         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2287         int ret;
2288
2289         /*
2290          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2291          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2292          * MEMDIE process.
2293          */
2294         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2295                      || fatal_signal_pending(current)))
2296                 goto bypass;
2297
2298         /*
2299          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2300          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2301          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2302          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2303          */
2304         if (!*ptr && !mm)
2305                 *ptr = root_mem_cgroup;
2306 again:
2307         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2308                 memcg = *ptr;
2309                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2310                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2311                         goto done;
2312                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2313                         goto done;
2314                 css_get(&memcg->css);
2315         } else {
2316                 struct task_struct *p;
2317
2318                 rcu_read_lock();
2319                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2320                 /*
2321                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2322                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2323                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2324                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2325                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2326                  * small race, here.
2327                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2328                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2329                  */
2330                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2331                 if (!memcg)
2332                         memcg = root_mem_cgroup;
2333                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2334                         rcu_read_unlock();
2335                         goto done;
2336                 }
2337                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2338                         /*
2339                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2340                          * But considering how consume_stok works, it's not
2341                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2342                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2343                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2344                          * calling consume_stock().
2345                          */
2346                         rcu_read_unlock();
2347                         goto done;
2348                 }
2349                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2350                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2351                         rcu_read_unlock();
2352                         goto again;
2353                 }
2354                 rcu_read_unlock();
2355         }
2356
2357         do {
2358                 bool oom_check;
2359
2360                 /* If killed, bypass charge */
2361                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2362                         css_put(&memcg->css);
2363                         goto bypass;
2364                 }
2365
2366                 oom_check = false;
2367                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2368                         oom_check = true;
2369                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2370                 }
2371
2372                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2373                 switch (ret) {
2374                 case CHARGE_OK:
2375                         break;
2376                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2377                         batch = nr_pages;
2378                         css_put(&memcg->css);
2379                         memcg = NULL;
2380                         goto again;
2381                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2382                         css_put(&memcg->css);
2383                         goto nomem;
2384                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2385                         if (!oom) {
2386                                 css_put(&memcg->css);
2387                                 goto nomem;
2388                         }
2389                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2390                         nr_oom_retries--;
2391                         break;
2392                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2393                         css_put(&memcg->css);
2394                         goto bypass;
2395                 }
2396         } while (ret != CHARGE_OK);
2397
2398         if (batch > nr_pages)
2399                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2400         css_put(&memcg->css);
2401 done:
2402         *ptr = memcg;
2403         return 0;
2404 nomem:
2405         *ptr = NULL;
2406         return -ENOMEM;
2407 bypass:
2408         *ptr = root_mem_cgroup;
2409         return -EINTR;
2410 }
2411
2412 /*
2413  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2414  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2415  * gotten by try_charge().
2416  */
2417 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2418                                        unsigned int nr_pages)
2419 {
2420         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2421                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2422
2423                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2424                 if (do_swap_account)
2425                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2426         }
2427 }
2428
2429 /*
2430  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2431  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2432  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2433  * memcg.)
2434  */
2435 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2436 {
2437         struct cgroup_subsys_state *css;
2438
2439         /* ID 0 is unused ID */
2440         if (!id)
2441                 return NULL;
2442         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2443         if (!css)
2444                 return NULL;
2445         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2446 }
2447
2448 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2449 {
2450         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2451         struct page_cgroup *pc;
2452         unsigned short id;
2453         swp_entry_t ent;
2454
2455         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2456
2457         pc = lookup_page_cgroup(page);
2458         lock_page_cgroup(pc);
2459         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2460                 memcg = pc->mem_cgroup;
2461                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2462                         memcg = NULL;
2463         } else if (PageSwapCache(page)) {
2464                 ent.val = page_private(page);
2465                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2466                 rcu_read_lock();
2467                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2468                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2469                         memcg = NULL;
2470                 rcu_read_unlock();
2471         }
2472         unlock_page_cgroup(pc);
2473         return memcg;
2474 }
2475
2476 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2477                                        struct page *page,
2478                                        unsigned int nr_pages,
2479                                        struct page_cgroup *pc,
2480                                        enum charge_type ctype,
2481                                        bool lrucare)
2482 {
2483         struct zone *uninitialized_var(zone);
2484         bool was_on_lru = false;
2485         bool anon;
2486
2487         lock_page_cgroup(pc);
2488         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2489                 unlock_page_cgroup(pc);
2490                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2491                 return;
2492         }
2493         /*
2494          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2495          * accessed by any other context at this point.
2496          */
2497
2498         /*
2499          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2500          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2501          */
2502         if (lrucare) {
2503                 zone = page_zone(page);
2504                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2505                 if (PageLRU(page)) {
2506                         ClearPageLRU(page);
2507                         del_page_from_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2508                         was_on_lru = true;
2509                 }
2510         }
2511
2512         pc->mem_cgroup = memcg;
2513         /*
2514          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2515          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2516          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2517          * before USED bit, we need memory barrier here.
2518          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2519          */
2520         smp_wmb();
2521         SetPageCgroupUsed(pc);
2522
2523         if (lrucare) {
2524                 if (was_on_lru) {
2525                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2526                         SetPageLRU(page);
2527                         add_page_to_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2528                 }
2529                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2530         }
2531
2532         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED)
2533                 anon = true;
2534         else
2535                 anon = false;
2536
2537         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2538         unlock_page_cgroup(pc);
2539
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_MIGRATION))
2551 /*
2552  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2553  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2554  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2555  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2556  */
2557 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2558 {
2559         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2560         struct page_cgroup *pc;
2561         int i;
2562
2563         if (mem_cgroup_disabled())
2564                 return;
2565         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2566                 pc = head_pc + i;
2567                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2568                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2569                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2570         }
2571 }
2572 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2573
2574 /**
2575  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2576  * @page: the page
2577  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2578  * @pc: page_cgroup of the page.
2579  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2580  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2581  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2582  *
2583  * The caller must confirm following.
2584  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2585  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2586  *
2587  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2588  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2589  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2590  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2591  */
2592 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2593                                    unsigned int nr_pages,
2594                                    struct page_cgroup *pc,
2595                                    struct mem_cgroup *from,
2596                                    struct mem_cgroup *to,
2597                                    bool uncharge)
2598 {
2599         unsigned long flags;
2600         int ret;
2601         bool anon = PageAnon(page);
2602
2603         VM_BUG_ON(from == to);
2604         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2605         /*
2606          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2607          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2608          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2609          * hold it.
2610          */
2611         ret = -EBUSY;
2612         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2613                 goto out;
2614
2615         lock_page_cgroup(pc);
2616
2617         ret = -EINVAL;
2618         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2619                 goto unlock;
2620
2621         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2622
2623         if (!anon && page_mapped(page)) {
2624                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2625                 preempt_disable();
2626                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2627                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2628                 preempt_enable();
2629         }
2630         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2631         if (uncharge)
2632                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2633                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2634
2635         /* caller should have done css_get */
2636         pc->mem_cgroup = to;
2637         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2638         /*
2639          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2640          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2641          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2642          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2643          * status here.
2644          */
2645         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2646         ret = 0;
2647 unlock:
2648         unlock_page_cgroup(pc);
2649         /*
2650          * check events
2651          */
2652         memcg_check_events(to, page);
2653         memcg_check_events(from, page);
2654 out:
2655         return ret;
2656 }
2657
2658 /*
2659  * move charges to its parent.
2660  */
2661
2662 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2663                                   struct page_cgroup *pc,
2664                                   struct mem_cgroup *child,
2665                                   gfp_t gfp_mask)
2666 {
2667         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2668         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2669         struct mem_cgroup *parent;
2670         unsigned int nr_pages;
2671         unsigned long uninitialized_var(flags);
2672         int ret;
2673
2674         /* Is ROOT ? */
2675         if (!pcg)
2676                 return -EINVAL;
2677
2678         ret = -EBUSY;
2679         if (!get_page_unless_zero(page))
2680                 goto out;
2681         if (isolate_lru_page(page))
2682                 goto put;
2683
2684         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2685
2686         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2687         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2688         if (ret)
2689                 goto put_back;
2690
2691         if (nr_pages > 1)
2692                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2693
2694         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2695         if (ret)
2696                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2697
2698         if (nr_pages > 1)
2699                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2700 put_back:
2701         putback_lru_page(page);
2702 put:
2703         put_page(page);
2704 out:
2705         return ret;
2706 }
2707
2708 /*
2709  * Charge the memory controller for page usage.
2710  * Return
2711  * 0 if the charge was successful
2712  * < 0 if the cgroup is over its limit
2713  */
2714 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2715                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2716 {
2717         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2718         unsigned int nr_pages = 1;
2719         struct page_cgroup *pc;
2720         bool oom = true;
2721         int ret;
2722
2723         if (PageTransHuge(page)) {
2724                 nr_pages <<= compound_order(page);
2725                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2726                 /*
2727                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2728                  * fault handler will fall back to regular pages.
2729                  */
2730                 oom = false;
2731         }
2732
2733         pc = lookup_page_cgroup(page);
2734         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2735         if (ret == -ENOMEM)
2736                 return ret;
2737         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, pc, ctype, false);
2738         return 0;
2739 }
2740
2741 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2742                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2743 {
2744         if (mem_cgroup_disabled())
2745                 return 0;
2746         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2747         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2748         VM_BUG_ON(!mm);
2749         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2750                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2751 }
2752
2753 static void
2754 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2755                                         enum charge_type ctype);
2756
2757 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2758                                 gfp_t gfp_mask)
2759 {
2760         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2761         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2762         int ret;
2763
2764         if (mem_cgroup_disabled())
2765                 return 0;
2766         if (PageCompound(page))
2767                 return 0;
2768
2769         if (unlikely(!mm))
2770                 mm = &init_mm;
2771         if (!page_is_file_cache(page))
2772                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2773
2774         if (!PageSwapCache(page))
2775                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2776         else { /* page is swapcache/shmem */
2777                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2778                 if (!ret)
2779                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2780         }
2781         return ret;
2782 }
2783
2784 /*
2785  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2786  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2787  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2788  * "commit()" or removed by "cancel()"
2789  */
2790 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2791                                  struct page *page,
2792                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2793 {
2794         struct mem_cgroup *memcg;
2795         int ret;
2796
2797         *memcgp = NULL;
2798
2799         if (mem_cgroup_disabled())
2800                 return 0;
2801
2802         if (!do_swap_account)
2803                 goto charge_cur_mm;
2804         /*
2805          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2806          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2807          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2808          * KSM case which does need to charge the page.
2809          */
2810         if (!PageSwapCache(page))
2811                 goto charge_cur_mm;
2812         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2813         if (!memcg)
2814                 goto charge_cur_mm;
2815         *memcgp = memcg;
2816         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2817         css_put(&memcg->css);
2818         if (ret == -EINTR)
2819                 ret = 0;
2820         return ret;
2821 charge_cur_mm:
2822         if (unlikely(!mm))
2823                 mm = &init_mm;
2824         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2825         if (ret == -EINTR)
2826                 ret = 0;
2827         return ret;
2828 }
2829
2830 static void
2831 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2832                                         enum charge_type ctype)
2833 {
2834         struct page_cgroup *pc;
2835
2836         if (mem_cgroup_disabled())
2837                 return;
2838         if (!memcg)
2839                 return;
2840         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2841
2842         pc = lookup_page_cgroup(page);
2843         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, pc, ctype, true);
2844         /*
2845          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2846          * counted both as mem and swap....double count.
2847          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2848          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2849          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2850          */
2851         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2852                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2853                 struct mem_cgroup *swap_memcg;
2854                 unsigned short id;
2855
2856                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2857                 rcu_read_lock();
2858                 swap_memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2859                 if (swap_memcg) {
2860                         /*
2861                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2862                          * calling css_tryget
2863                          */
2864                         if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
2865                                 res_counter_uncharge(&swap_memcg->memsw,
2866                                                      PAGE_SIZE);
2867                         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, false);
2868                         mem_cgroup_put(swap_memcg);
2869                 }
2870                 rcu_read_unlock();
2871         }
2872         /*
2873          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2874          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2875          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2876          */
2877         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2878 }
2879
2880 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2881                                      struct mem_cgroup *memcg)
2882 {
2883         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2884                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2885 }
2886
2887 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2888 {
2889         if (mem_cgroup_disabled())
2890                 return;
2891         if (!memcg)
2892                 return;
2893         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2894 }
2895
2896 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2897                                    unsigned int nr_pages,
2898                                    const enum charge_type ctype)
2899 {
2900         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2901         bool uncharge_memsw = true;
2902
2903         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2904         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2905                 uncharge_memsw = false;
2906
2907         batch = &current->memcg_batch;
2908         /*
2909          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2910          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2911          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2912          */
2913         if (!batch->memcg)
2914                 batch->memcg = memcg;
2915         /*
2916          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2917          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2918          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2919          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2920          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2921          */
2922
2923         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2924                 goto direct_uncharge;
2925
2926         if (nr_pages > 1)
2927                 goto direct_uncharge;
2928
2929         /*
2930          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2931          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2932          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2933          */
2934         if (batch->memcg != memcg)
2935                 goto direct_uncharge;
2936         /* remember freed charge and uncharge it later */
2937         batch->nr_pages++;
2938         if (uncharge_memsw)
2939                 batch->memsw_nr_pages++;
2940         return;
2941 direct_uncharge:
2942         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2943         if (uncharge_memsw)
2944                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2945         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2946                 memcg_oom_recover(memcg);
2947 }
2948
2949 /*
2950  * uncharge if !page_mapped(page)
2951  */
2952 static struct mem_cgroup *
2953 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2954 {
2955         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2956         unsigned int nr_pages = 1;
2957         struct page_cgroup *pc;
2958         bool anon;
2959
2960         if (mem_cgroup_disabled())
2961                 return NULL;
2962
2963         if (PageSwapCache(page))
2964                 return NULL;
2965
2966         if (PageTransHuge(page)) {
2967                 nr_pages <<= compound_order(page);
2968                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2969         }
2970         /*
2971          * Check if our page_cgroup is valid
2972          */
2973         pc = lookup_page_cgroup(page);
2974         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2975                 return NULL;
2976
2977         lock_page_cgroup(pc);
2978
2979         memcg = pc->mem_cgroup;
2980
2981         if (!PageCgroupUsed(pc))
2982                 goto unlock_out;
2983
2984         anon = PageAnon(page);
2985
2986         switch (ctype) {
2987         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2988                 /*
2989                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
2990                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
2991                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
2992                  */
2993                 anon = true;
2994                 /* fallthrough */
2995         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
2996                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
2997                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
2998                         goto unlock_out;
2999                 break;
3000         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3001                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3002                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3003                                 goto unlock_out;
3004                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3005                                 goto unlock_out;
3006                 break;
3007         default:
3008                 break;
3009         }
3010
3011         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3012
3013         ClearPageCgroupUsed(pc);
3014         /*
3015          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3016          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3017          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3018          * special functions.
3019          */
3020
3021         unlock_page_cgroup(pc);
3022         /*
3023          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3024          * will never be freed.
3025          */
3026         memcg_check_events(memcg, page);
3027         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3028                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3029                 mem_cgroup_get(memcg);
3030         }
3031         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3032                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3033
3034         return memcg;
3035
3036 unlock_out:
3037         unlock_page_cgroup(pc);
3038         return NULL;
3039 }
3040
3041 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3042 {
3043         /* early check. */
3044         if (page_mapped(page))
3045                 return;
3046         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3047         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3048 }
3049
3050 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3051 {
3052         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3053         VM_BUG_ON(page->mapping);
3054         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3055 }
3056
3057 /*
3058  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3059  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3060  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3061  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3062  * This may be called prural(2) times in a context,
3063  */
3064
3065 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3066 {
3067         current->memcg_batch.do_batch++;
3068         /* We can do nest. */
3069         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3070                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3071                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3072                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3073         }
3074 }
3075
3076 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3077 {
3078         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3079
3080         if (!batch->do_batch)
3081                 return;
3082
3083         batch->do_batch--;
3084         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3085                 return;
3086
3087         if (!batch->memcg)
3088                 return;
3089         /*
3090          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3091          * bacause we hide charges behind us.
3092          */
3093         if (batch->nr_pages)
3094                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3095                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3096         if (batch->memsw_nr_pages)
3097                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3098                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3099         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3100         /* forget this pointer (for sanity check) */
3101         batch->memcg = NULL;
3102 }
3103
3104 #ifdef CONFIG_SWAP
3105 /*
3106  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3107  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3108  */
3109 void
3110 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3111 {
3112         struct mem_cgroup *memcg;
3113         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3114
3115         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3116                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3117
3118         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3119
3120         /*
3121          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3122          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3123          */
3124         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3125                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3126 }
3127 #endif
3128
3129 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3130 /*
3131  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3132  * uncharge "memsw" account.
3133  */
3134 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3135 {
3136         struct mem_cgroup *memcg;
3137         unsigned short id;
3138
3139         if (!do_swap_account)
3140                 return;
3141
3142         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3143         rcu_read_lock();
3144         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3145         if (memcg) {
3146                 /*
3147                  * We uncharge this because swap is freed.
3148                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3149                  */
3150                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3151                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3152                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3153                 mem_cgroup_put(memcg);
3154         }
3155         rcu_read_unlock();
3156 }
3157
3158 /**
3159  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3160  * @entry: swap entry to be moved
3161  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3162  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3163  * @need_fixup: whether we should fixup res_counters and refcounts.
3164  *
3165  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3166  * as the mem_cgroup's id of @from.
3167  *
3168  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3169  *
3170  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3171  * both res and memsw, and called css_get().
3172  */
3173 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3174                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3175 {
3176         unsigned short old_id, new_id;
3177
3178         old_id = css_id(&from->css);
3179         new_id = css_id(&to->css);
3180
3181         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3182                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3183                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3184                 /*
3185                  * This function is only called from task migration context now.
3186                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3187                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3188                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3189                  * because if the process that has been moved to @to does
3190                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3191                  */
3192                 mem_cgroup_get(to);
3193                 if (need_fixup) {
3194                         if (!mem_cgroup_is_root(from))
3195                                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
3196                         mem_cgroup_put(from);
3197                         /*
3198                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
3199                          * uncharge to->res.
3200                          */
3201                         if (!mem_cgroup_is_root(to))
3202                                 res_counter_uncharge(&to->res, PAGE_SIZE);
3203                 }
3204                 return 0;
3205         }
3206         return -EINVAL;
3207 }
3208 #else
3209 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3210                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3211 {
3212         return -EINVAL;
3213 }
3214 #endif
3215
3216 /*
3217  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3218  * page belongs to.
3219  */
3220 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3221         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3222 {
3223         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3224         struct page_cgroup *pc;
3225         enum charge_type ctype;
3226         int ret = 0;
3227
3228         *memcgp = NULL;
3229
3230         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3231         if (mem_cgroup_disabled())
3232                 return 0;
3233
3234         pc = lookup_page_cgroup(page);
3235         lock_page_cgroup(pc);
3236         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3237                 memcg = pc->mem_cgroup;
3238                 css_get(&memcg->css);
3239                 /*
3240                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3241                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3242                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3243                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3244                  * until end_migration() is called
3245                  *
3246                  * Corner Case Thinking
3247                  * A)
3248                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3249                  * while migration was ongoing.
3250                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3251                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3252                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3253                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3254                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3255                  *
3256                  * B)
3257                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3258                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3259                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3260                  * without charging it again.
3261                  *
3262                  * C)
3263                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3264                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3265                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3266                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3267                  */
3268                 if (PageAnon(page))
3269                         SetPageCgroupMigration(pc);
3270         }
3271         unlock_page_cgroup(pc);
3272         /*
3273          * If the page is not charged at this point,
3274          * we return here.
3275          */
3276         if (!memcg)
3277                 return 0;
3278
3279         *memcgp = memcg;
3280         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3281         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3282         if (ret) {
3283                 if (PageAnon(page)) {
3284                         lock_page_cgroup(pc);
3285                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3286                         unlock_page_cgroup(pc);
3287                         /*
3288                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3289                          */
3290                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3291                 }
3292                 /* we'll need to revisit this error code (we have -EINTR) */
3293                 return -ENOMEM;
3294         }
3295         /*
3296          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3297          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3298          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3299          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3300          */
3301         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3302         if (PageAnon(page))
3303                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3304         else if (page_is_file_cache(page))
3305                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3306         else
3307                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3308         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, pc, ctype, false);
3309         return ret;
3310 }
3311
3312 /* remove redundant charge if migration failed*/
3313 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3314         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3315 {
3316         struct page *used, *unused;
3317         struct page_cgroup *pc;
3318         bool anon;
3319
3320         if (!memcg)
3321                 return;
3322         /* blocks rmdir() */
3323         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3324         if (!migration_ok) {
3325                 used = oldpage;
3326                 unused = newpage;
3327         } else {
3328                 used = newpage;
3329                 unused = oldpage;
3330         }
3331         /*
3332          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3333          * of the page goes down to zero, temporarly.
3334          * Clear the flag and check the page should be charged.
3335          */
3336         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3337         lock_page_cgroup(pc);
3338         ClearPageCgroupMigration(pc);
3339         unlock_page_cgroup(pc);
3340         anon = PageAnon(used);
3341         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3342                 anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED
3343                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3344
3345         /*
3346          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3347          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3348          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3349          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3350          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3351          * check. (see prepare_charge() also)
3352          */
3353         if (anon)
3354                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3355         /*
3356          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3357          * tasks.
3358          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3359          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3360          */
3361         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3362 }
3363
3364 /*
3365  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3366  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3367  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3368  */
3369 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3370                                   struct page *newpage)
3371 {
3372         struct mem_cgroup *memcg;
3373         struct page_cgroup *pc;
3374         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3375
3376         if (mem_cgroup_disabled())
3377                 return;
3378
3379         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3380         /* fix accounting on old pages */
3381         lock_page_cgroup(pc);
3382         memcg = pc->mem_cgroup;
3383         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3384         ClearPageCgroupUsed(pc);
3385         unlock_page_cgroup(pc);
3386
3387         if (PageSwapBacked(oldpage))
3388                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3389
3390         /*
3391          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3392          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3393          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3394          */
3395         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3396         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, pc, type, true);
3397 }
3398
3399 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3400 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3401 {
3402         struct page_cgroup *pc;
3403
3404         pc = lookup_page_cgroup(page);
3405         /*
3406          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3407          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3408          * or when mem_cgroup_disabled().
3409          */
3410         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3411                 return pc;
3412         return NULL;
3413 }
3414
3415 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3416 {
3417         if (mem_cgroup_disabled())
3418                 return false;
3419
3420         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3421 }
3422
3423 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3424 {
3425         struct page_cgroup *pc;
3426
3427         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3428         if (pc) {
3429                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3430                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3431         }
3432 }
3433 #endif
3434
3435 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3436
3437 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3438                                 unsigned long long val)
3439 {
3440         int retry_count;
3441         u64 memswlimit, memlimit;
3442         int ret = 0;
3443         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3444         u64 curusage, oldusage;
3445         int enlarge;
3446
3447         /*
3448          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3449          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3450          * of # of children which we should visit in this loop.
3451          */
3452         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3453
3454         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3455
3456         enlarge = 0;
3457         while (retry_count) {
3458                 if (signal_pending(current)) {
3459                         ret = -EINTR;
3460                         break;
3461                 }
3462                 /*
3463                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3464                  * open coded manner. You see what this really does.
3465                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3466                  */
3467                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3468                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3469                 if (memswlimit < val) {
3470                         ret = -EINVAL;
3471                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3472                         break;
3473                 }
3474
3475                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3476                 if (memlimit < val)
3477                         enlarge = 1;
3478
3479                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3480                 if (!ret) {
3481                         if (memswlimit == val)
3482                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3483                         else
3484                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3485                 }
3486                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3487
3488                 if (!ret)
3489                         break;
3490
3491                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3492                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3493                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3494                 /* Usage is reduced ? */
3495                 if (curusage >= oldusage)
3496                         retry_count--;
3497                 else
3498                         oldusage = curusage;
3499         }
3500         if (!ret && enlarge)
3501                 memcg_oom_recover(memcg);
3502
3503         return ret;
3504 }
3505
3506 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3507                                         unsigned long long val)
3508 {
3509         int retry_count;
3510         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3511         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3512         int ret = -EBUSY;
3513         int enlarge = 0;
3514
3515         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3516         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3517         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3518         while (retry_count) {
3519                 if (signal_pending(current)) {
3520                         ret = -EINTR;
3521                         break;
3522                 }
3523                 /*
3524                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3525                  * open coded manner. You see what this really does.
3526                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3527                  */
3528                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3529                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3530                 if (memlimit > val) {
3531                         ret = -EINVAL;
3532                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3533                         break;
3534                 }
3535                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3536                 if (memswlimit < val)
3537                         enlarge = 1;
3538                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3539                 if (!ret) {
3540                         if (memlimit == val)
3541                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3542                         else
3543                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3544                 }
3545                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3546
3547                 if (!ret)
3548                         break;
3549
3550                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3551                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3552                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3553                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3554                 /* Usage is reduced ? */
3555                 if (curusage >= oldusage)
3556                         retry_count--;
3557                 else
3558                         oldusage = curusage;
3559         }
3560         if (!ret && enlarge)
3561                 memcg_oom_recover(memcg);
3562         return ret;
3563 }
3564
3565 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3566                                             gfp_t gfp_mask,
3567                                             unsigned long *total_scanned)
3568 {
3569         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3570         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3571         unsigned long reclaimed;
3572         int loop = 0;
3573         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3574         unsigned long long excess;
3575         unsigned long nr_scanned;
3576
3577         if (order > 0)
3578                 return 0;
3579
3580         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3581         /*
3582          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3583          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3584          * pressure
3585          */
3586         do {
3587                 if (next_mz)
3588                         mz = next_mz;
3589                 else
3590                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3591                 if (!mz)
3592                         break;
3593
3594                 nr_scanned = 0;
3595                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3596                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3597                 nr_reclaimed += reclaimed;
3598                 *total_scanned += nr_scanned;
3599                 spin_lock(&mctz->lock);
3600
3601                 /*
3602                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3603                  * it is time to move on to the next cgroup
3604                  */
3605                 next_mz = NULL;
3606                 if (!reclaimed) {
3607                         do {
3608                                 /*
3609                                  * Loop until we find yet another one.
3610                                  *
3611                                  * By the time we get the soft_limit lock
3612                                  * again, someone might have aded the
3613                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3614                                  * make sure we get a different mem.
3615                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3616                                  * NULL if no other cgroup is present on
3617                                  * the tree
3618                                  */
3619                                 next_mz =
3620                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3621                                 if (next_mz == mz)
3622                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3623                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3624                                         break;
3625                         } while (1);
3626                 }
3627                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3628                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3629                 /*
3630                  * One school of thought says that we should not add
3631                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3632                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3633                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3634                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3635                  * term TODO.
3636                  */
3637                 /* If excess == 0, no tree ops */
3638                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3639                 spin_unlock(&mctz->lock);
3640                 css_put(&mz->memcg->css);
3641                 loop++;
3642                 /*
3643                  * Could not reclaim anything and there are no more
3644                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3645                  * reclaiming anything.
3646                  */
3647                 if (!nr_reclaimed &&
3648                         (next_mz == NULL ||
3649                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3650                         break;
3651         } while (!nr_reclaimed);
3652         if (next_mz)
3653                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3654         return nr_reclaimed;
3655 }
3656
3657 /*
3658  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3659  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3660  */
3661 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3662                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3663 {
3664         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3665         unsigned long flags, loop;
3666         struct list_head *list;
3667         struct page *busy;
3668         struct zone *zone;
3669         int ret = 0;
3670
3671         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3672         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3673         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3674
3675         loop = mz->lru_size[lru];
3676         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3677         loop += 256;
3678         busy = NULL;
3679         while (loop--) {
3680                 struct page_cgroup *pc;
3681                 struct page *page;
3682
3683                 ret = 0;
3684                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3685                 if (list_empty(list)) {
3686                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3687                         break;
3688                 }
3689                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3690                 if (busy == page) {
3691                         list_move(&page->lru, list);
3692                         busy = NULL;
3693                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3694                         continue;
3695                 }
3696                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3697
3698                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3699
3700                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3701                 if (ret == -ENOMEM || ret == -EINTR)
3702                         break;
3703
3704                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3705                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3706                         busy = page;
3707                         cond_resched();
3708                 } else
3709                         busy = NULL;
3710         }
3711
3712         if (!ret && !list_empty(list))
3713                 return -EBUSY;
3714         return ret;
3715 }
3716
3717 /*
3718  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3719  * This enables deleting this mem_cgroup.
3720  */
3721 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3722 {
3723         int ret;
3724         int node, zid, shrink;
3725         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3726         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3727
3728         css_get(&memcg->css);
3729
3730         shrink = 0;
3731         /* should free all ? */
3732         if (free_all)
3733                 goto try_to_free;
3734 move_account:
3735         do {
3736                 ret = -EBUSY;
3737                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3738                         goto out;
3739                 ret = -EINTR;
3740                 if (signal_pending(current))
3741                         goto out;
3742                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3743                 lru_add_drain_all();
3744                 drain_all_stock_sync(memcg);
3745                 ret = 0;
3746                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3747                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3748                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3749                                 enum lru_list lru;
3750                                 for_each_lru(lru) {
3751                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3752                                                         node, zid, lru);
3753                                         if (ret)
3754                                                 break;
3755                                 }
3756                         }
3757                         if (ret)
3758                                 break;
3759                 }
3760                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3761                 memcg_oom_recover(memcg);
3762                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3763                 if (ret == -ENOMEM)
3764                         goto try_to_free;
3765                 cond_resched();
3766         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3767         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0 || ret);
3768 out:
3769         css_put(&memcg->css);
3770         return ret;
3771
3772 try_to_free:
3773         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3774         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3775                 ret = -EBUSY;
3776                 goto out;
3777         }
3778         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3779         lru_add_drain_all();
3780         /* try to free all pages in this cgroup */
3781         shrink = 1;
3782         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3783                 int progress;
3784
3785                 if (signal_pending(current)) {
3786                         ret = -EINTR;
3787                         goto out;
3788                 }
3789                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3790                                                 false);
3791                 if (!progress) {
3792                         nr_retries--;
3793                         /* maybe some writeback is necessary */
3794                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3795                 }
3796
3797         }
3798         lru_add_drain();
3799         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3800         goto move_account;
3801 }
3802
3803 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3804 {
3805         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3806 }
3807
3808
3809 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3810 {
3811         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3812 }
3813
3814 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3815                                         u64 val)
3816 {
3817         int retval = 0;
3818         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3819         struct cgroup *parent = cont->parent;
3820         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3821
3822         if (parent)
3823                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3824
3825         cgroup_lock();
3826         /*
3827          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3828          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3829          * occur, provided the current cgroup has no children.
3830          *
3831          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3832          * set if there are no children.
3833          */
3834         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3835                                 (val == 1 || val == 0)) {
3836                 if (list_empty(&cont->children))
3837                         memcg->use_hierarchy = val;
3838                 else
3839                         retval = -EBUSY;
3840         } else
3841                 retval = -EINVAL;
3842         cgroup_unlock();
3843
3844         return retval;
3845 }
3846
3847
3848 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3849                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3850 {
3851         struct mem_cgroup *iter;
3852         long val = 0;
3853
3854         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3855         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3856                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3857
3858         if (val < 0) /* race ? */
3859                 val = 0;
3860         return val;
3861 }
3862
3863 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3864 {
3865         u64 val;
3866
3867         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3868                 if (!swap)
3869                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3870                 else
3871                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3872         }
3873
3874         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3875         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3876
3877         if (swap)
3878                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3879
3880         return val << PAGE_SHIFT;
3881 }
3882
3883 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3884 {
3885         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3886         u64 val;
3887         int type, name;
3888
3889         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3890         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3891         switch (type) {
3892         case _MEM:
3893                 if (name == RES_USAGE)
3894                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3895                 else
3896                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3897                 break;
3898         case _MEMSWAP:
3899                 if (name == RES_USAGE)
3900                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3901                 else
3902                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3903                 break;
3904         default:
3905                 BUG();
3906         }
3907         return val;
3908 }
3909 /*
3910  * The user of this function is...
3911  * RES_LIMIT.
3912  */
3913 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3914                             const char *buffer)
3915 {
3916         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3917         int type, name;
3918         unsigned long long val;
3919         int ret;
3920
3921         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3922         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3923         switch (name) {
3924         case RES_LIMIT:
3925                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3926                         ret = -EINVAL;
3927                         break;
3928                 }
3929                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3930                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3931                 if (ret)
3932                         break;
3933                 if (type == _MEM)
3934                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3935                 else
3936                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3937                 break;
3938         case RES_SOFT_LIMIT:
3939                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3940                 if (ret)
3941                         break;
3942                 /*
3943                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3944                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3945                  * control without swap
3946                  */
3947                 if (type == _MEM)
3948                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3949                 else
3950                         ret = -EINVAL;
3951                 break;
3952         default:
3953                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3954                 break;
3955         }
3956         return ret;
3957 }
3958
3959 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3960                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3961 {
3962         struct cgroup *cgroup;
3963         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3964
3965         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3966         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3967         cgroup = memcg->css.cgroup;
3968         if (!memcg->use_hierarchy)
3969                 goto out;
3970
3971         while (cgroup->parent) {
3972                 cgroup = cgroup->parent;
3973                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3974                 if (!memcg->use_hierarchy)
3975                         break;
3976                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3977                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3978                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3979                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3980         }
3981 out:
3982         *mem_limit = min_limit;
3983         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3984 }
3985
3986 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3987 {
3988         struct mem_cgroup *memcg;
3989         int type, name;
3990
3991         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3992         type = MEMFILE_TYPE(event);
3993         name = MEMFILE_ATTR(event);
3994         switch (name) {
3995         case RES_MAX_USAGE:
3996                 if (type == _MEM)
3997                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
3998                 else
3999                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4000                 break;
4001         case RES_FAILCNT:
4002                 if (type == _MEM)
4003                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4004                 else
4005                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4006                 break;
4007         }
4008
4009         return 0;
4010 }
4011
4012 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4013                                         struct cftype *cft)
4014 {
4015         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4016 }
4017
4018 #ifdef CONFIG_MMU
4019 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4020                                         struct cftype *cft, u64 val)
4021 {
4022         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4023
4024         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4025                 return -EINVAL;
4026         /*
4027          * We check this value several times in both in can_attach() and
4028          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4029          * inconsistent.
4030          */
4031         cgroup_lock();
4032         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4033         cgroup_unlock();
4034
4035         return 0;
4036 }
4037 #else
4038 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4039                                         struct cftype *cft, u64 val)
4040 {
4041         return -ENOSYS;
4042 }
4043 #endif
4044
4045
4046 /* For read statistics */
4047 enum {
4048         MCS_CACHE,
4049         MCS_RSS,
4050         MCS_FILE_MAPPED,
4051         MCS_PGPGIN,
4052         MCS_PGPGOUT,
4053         MCS_SWAP,
4054         MCS_PGFAULT,
4055         MCS_PGMAJFAULT,
4056         MCS_INACTIVE_ANON,
4057         MCS_ACTIVE_ANON,
4058         MCS_INACTIVE_FILE,
4059         MCS_ACTIVE_FILE,
4060         MCS_UNEVICTABLE,
4061         NR_MCS_STAT,
4062 };
4063
4064 struct mcs_total_stat {
4065         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4066 };
4067
4068 struct {
4069         char *local_name;
4070         char *total_name;
4071 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4072         {"cache", "total_cache"},
4073         {"rss", "total_rss"},
4074         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4075         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4076         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4077         {"swap", "total_swap"},
4078         {"pgfault", "total_pgfault"},
4079         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4080         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4081         {"active_anon", "total_active_anon"},
4082         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4083         {"active_file", "total_active_file"},
4084         {"unevictable", "total_unevictable"}
4085 };
4086
4087
4088 static void
4089 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4090 {
4091         s64 val;
4092
4093         /* per cpu stat */
4094         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4095         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4096         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4097         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4098         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4099         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4100         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4101         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4102         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4103         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4104         if (do_swap_account) {
4105                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4106                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4107         }
4108         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4109         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4110         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4111         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4112
4113         /* per zone stat */
4114         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4115         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4116         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4117         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4118         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4119         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4120         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4121         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4122         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4123         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4124 }
4125
4126 static void
4127 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4128 {
4129         struct mem_cgroup *iter;
4130
4131         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4132                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4133 }
4134
4135 #ifdef CONFIG_NUMA
4136 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4137 {
4138         int nid;
4139         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4140         unsigned long node_nr;
4141         struct cgroup *cont = m->private;
4142         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4143
4144         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4145         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4146         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4147                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4148                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4149         }
4150         seq_putc(m, '\n');
4151
4152         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4153         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4154         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4155                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4156                                 LRU_ALL_FILE);
4157                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4158         }
4159         seq_putc(m, '\n');
4160
4161         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4162         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4163         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4164                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4165                                 LRU_ALL_ANON);
4166                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4167         }
4168         seq_putc(m, '\n');
4169
4170         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4171         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4172         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4173                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4174                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4175                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4176         }
4177         seq_putc(m, '\n');
4178         return 0;
4179 }
4180 #endif /* CONFIG_NUMA */
4181
4182 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4183                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4184 {
4185         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4186         struct mcs_total_stat mystat;
4187         int i;
4188
4189         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4190         mem_cgroup_get_local_stat(memcg, &mystat);
4191
4192
4193         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4194                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4195                         continue;
4196                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4197         }
4198
4199         /* Hierarchical information */
4200         {
4201                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4202                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4203                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4204                 if (do_swap_account)
4205                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4206         }
4207
4208         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4209         mem_cgroup_get_total_stat(memcg, &mystat);
4210         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4211                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4212                         continue;
4213                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4214         }
4215
4216 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4217         {
4218                 int nid, zid;
4219                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4220                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4221                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4222
4223                 for_each_online_node(nid)
4224                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4225                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4226
4227                                 recent_rotated[0] +=
4228                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
4229                                 recent_rotated[1] +=
4230                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
4231                                 recent_scanned[0] +=
4232                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
4233                                 recent_scanned[1] +=
4234                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
4235                         }
4236                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4237                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4238                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4239                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4240         }
4241 #endif
4242
4243         return 0;
4244 }
4245
4246 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4247 {
4248         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4249
4250         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4251 }
4252
4253 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4254                                        u64 val)
4255 {
4256         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4257         struct mem_cgroup *parent;
4258
4259         if (val > 100)
4260                 return -EINVAL;
4261
4262         if (cgrp->parent == NULL)
4263                 return -EINVAL;
4264
4265         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4266
4267         cgroup_lock();
4268
4269         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4270         if ((parent->use_hierarchy) ||
4271             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4272                 cgroup_unlock();
4273                 return -EINVAL;
4274         }
4275
4276         memcg->swappiness = val;
4277
4278         cgroup_unlock();
4279
4280         return 0;
4281 }
4282
4283 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4284 {
4285         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4286         u64 usage;
4287         int i;
4288
4289         rcu_read_lock();
4290         if (!swap)
4291                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4292         else
4293                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4294
4295         if (!t)
4296                 goto unlock;
4297
4298         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4299
4300         /*
4301          * current_threshold points to threshold just below usage.
4302          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4303          * call of __mem_cgroup_threshold().
4304          */
4305         i = t->current_threshold;
4306
4307         /*
4308          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4309          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4310          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4311          * only one element of the array here.
4312          */
4313         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4314                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4315
4316         /* i = current_threshold + 1 */
4317         i++;
4318
4319         /*
4320          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4321          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4322          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4323          * only one element of the array here.
4324          */
4325         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4326                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4327
4328         /* Update current_threshold */
4329         t->current_threshold = i - 1;
4330 unlock:
4331         rcu_read_unlock();
4332 }
4333
4334 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4335 {
4336         while (memcg) {
4337                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4338                 if (do_swap_account)
4339                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4340
4341                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4342         }
4343 }
4344
4345 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4346 {
4347         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4348         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4349
4350         return _a->threshold - _b->threshold;
4351 }
4352
4353 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4354 {
4355         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4356
4357         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4358                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4359         return 0;
4360 }
4361
4362 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4363 {
4364         struct mem_cgroup *iter;
4365
4366         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4367                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4368 }
4369
4370 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4371         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4372 {
4373         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4374         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4375         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4376         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4377         u64 threshold, usage;
4378         int i, size, ret;
4379
4380         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4381         if (ret)
4382                 return ret;
4383
4384         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4385
4386         if (type == _MEM)
4387                 thresholds = &memcg->thresholds;
4388         else if (type == _MEMSWAP)
4389                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4390         else
4391                 BUG();
4392
4393         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4394
4395         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4396         if (thresholds->primary)
4397                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4398
4399         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4400
4401         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4402         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4403                         GFP_KERNEL);
4404         if (!new) {
4405                 ret = -ENOMEM;
4406                 goto unlock;
4407         }
4408         new->size = size;
4409
4410         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4411         if (thresholds->primary) {
4412                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4413                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4414         }
4415
4416         /* Add new threshold */
4417         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4418         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4419
4420         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4421         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4422                         compare_thresholds, NULL);
4423
4424         /* Find current threshold */
4425         new->current_threshold = -1;
4426         for (i = 0; i < size; i++) {
4427                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4428                         /*
4429                          * new->current_threshold will not be used until
4430                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4431                          * it here.
4432                          */
4433                         ++new->current_threshold;
4434                 }
4435         }
4436
4437         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4438         kfree(thresholds->spare);
4439         thresholds->spare = thresholds->primary;
4440
4441         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4442
4443         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4444         synchronize_rcu();
4445
4446 unlock:
4447         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4448
4449         return ret;
4450 }
4451
4452 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4453         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4454 {
4455         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4456         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4457         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4458         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4459         u64 usage;
4460         int i, j, size;
4461
4462         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4463         if (type == _MEM)
4464                 thresholds = &memcg->thresholds;
4465         else if (type == _MEMSWAP)
4466                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4467         else
4468                 BUG();
4469
4470         if (!thresholds->primary)
4471                 goto unlock;
4472
4473         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4474
4475         /* Check if a threshold crossed before removing */
4476         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4477
4478         /* Calculate new number of threshold */
4479         size = 0;
4480         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4481                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4482                         size++;
4483         }
4484
4485         new = thresholds->spare;
4486
4487         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4488         if (!size) {
4489                 kfree(new);
4490                 new = NULL;
4491                 goto swap_buffers;
4492         }
4493
4494         new->size = size;
4495
4496         /* Copy thresholds and find current threshold */
4497         new->current_threshold = -1;
4498         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4499                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4500                         continue;
4501
4502                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4503                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4504                         /*
4505                          * new->current_threshold will not be used
4506                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4507                          * it here.
4508                          */
4509                         ++new->current_threshold;
4510                 }
4511                 j++;
4512         }
4513
4514 swap_buffers:
4515         /* Swap primary and spare array */
4516         thresholds->spare = thresholds->primary;
4517         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4518
4519         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4520         synchronize_rcu();
4521 unlock:
4522         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4523 }
4524
4525 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4526         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4527 {
4528         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4529         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4530         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4531
4532         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4533         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4534         if (!event)
4535                 return -ENOMEM;
4536
4537         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4538
4539         event->eventfd = eventfd;
4540         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4541
4542         /* already in OOM ? */
4543         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4544                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4545         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4546
4547         return 0;
4548 }
4549
4550 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4551         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4552 {
4553         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4554         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4555         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4556
4557         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4558
4559         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4560
4561         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4562                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4563                         list_del(&ev->list);
4564                         kfree(ev);
4565                 }
4566         }
4567
4568         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4569 }
4570
4571 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4572         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4573 {
4574         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4575
4576         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4577
4578         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4579                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4580         else
4581                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4582         return 0;
4583 }
4584
4585 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4586         struct cftype *cft, u64 val)
4587 {
4588         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4589         struct mem_cgroup *parent;
4590
4591         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4592         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4593                 return -EINVAL;
4594
4595         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4596
4597         cgroup_lock();
4598         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4599         if ((parent->use_hierarchy) ||
4600             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4601                 cgroup_unlock();
4602                 return -EINVAL;
4603         }
4604         memcg->oom_kill_disable = val;
4605         if (!val)
4606                 memcg_oom_recover(memcg);
4607         cgroup_unlock();
4608         return 0;
4609 }
4610
4611 #ifdef CONFIG_NUMA
4612 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4613         .read = seq_read,
4614         .llseek = seq_lseek,
4615         .release = single_release,
4616 };
4617
4618 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4619 {
4620         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4621
4622         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4623         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4624 }
4625 #endif /* CONFIG_NUMA */
4626
4627 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4628 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4629 {
4630         /*
4631          * Part of this would be better living in a separate allocation
4632          * function, leaving us with just the cgroup tree population work.
4633          * We, however, depend on state such as network's proto_list that
4634          * is only initialized after cgroup creation. I found the less
4635          * cumbersome way to deal with it to defer it all to populate time
4636          */
4637         return mem_cgroup_sockets_init(cont, ss);
4638 };
4639
4640 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
4641 {
4642         mem_cgroup_sockets_destroy(cont);
4643 }
4644 #else
4645 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4646 {
4647         return 0;
4648 }
4649
4650 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
4651 {
4652 }
4653 #endif
4654
4655 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4656         {
4657                 .name = "usage_in_bytes",
4658                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4659                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4660                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4661                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4662         },
4663         {
4664                 .name = "max_usage_in_bytes",
4665                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4666                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4667                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4668         },
4669         {
4670                 .name = "limit_in_bytes",
4671                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4672                 .write_string = mem_cgroup_write,
4673                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4674         },
4675         {
4676                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4677                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4678                 .write_string = mem_cgroup_write,
4679                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4680         },
4681         {
4682                 .name = "failcnt",
4683                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4684                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4685                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4686         },
4687         {
4688                 .name = "stat",
4689                 .read_map = mem_control_stat_show,
4690         },
4691         {
4692                 .name = "force_empty",
4693                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4694         },
4695         {
4696                 .name = "use_hierarchy",
4697                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4698                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4699         },
4700         {
4701                 .name = "swappiness",
4702                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4703                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4704         },
4705         {
4706                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4707                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4708                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4709         },
4710         {
4711                 .name = "oom_control",
4712                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4713                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4714                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4715                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4716                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4717         },
4718 #ifdef CONFIG_NUMA
4719         {
4720                 .name = "numa_stat",
4721                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4722                 .mode = S_IRUGO,
4723         },
4724 #endif
4725 };
4726
4727 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4728 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4729         {
4730                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4731                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4732                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4733                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4734                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4735         },
4736         {
4737                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4738                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4739                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4740                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4741         },
4742         {
4743                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4744                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4745                 .write_string = mem_cgroup_write,
4746                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4747         },
4748         {
4749                 .name = "memsw.failcnt",
4750                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4751                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4752                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4753         },
4754 };
4755
4756 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4757 {
4758         if (!do_swap_account)
4759                 return 0;
4760         return cgroup_add_files(cont, ss, memsw_cgroup_files,
4761                                 ARRAY_SIZE(memsw_cgroup_files));
4762 };
4763 #else
4764 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4765 {
4766         return 0;
4767 }
4768 #endif
4769
4770 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4771 {
4772         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4773         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4774         enum lru_list lru;
4775         int zone, tmp = node;
4776         /*
4777          * This routine is called against possible nodes.
4778          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4779          *
4780          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4781          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4782          *       function.
4783          */
4784         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4785                 tmp = -1;
4786         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4787         if (!pn)
4788                 return 1;
4789
4790         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4791                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4792                 for_each_lru(lru)
4793                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lruvec.lists[lru]);
4794                 mz->usage_in_excess = 0;
4795                 mz->on_tree = false;
4796                 mz->memcg = memcg;
4797         }
4798         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4799         return 0;
4800 }
4801
4802 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4803 {
4804         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4805 }
4806
4807 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4808 {
4809         struct mem_cgroup *memcg;
4810         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4811
4812         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4813         if (size < PAGE_SIZE)
4814                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4815         else
4816                 memcg = vzalloc(size);
4817
4818         if (!memcg)
4819                 return NULL;
4820
4821         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4822         if (!memcg->stat)
4823                 goto out_free;
4824         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4825         return memcg;
4826
4827 out_free:
4828         if (size < PAGE_SIZE)
4829                 kfree(memcg);
4830         else
4831                 vfree(memcg);
4832         return NULL;
4833 }
4834
4835 /*
4836  * Helpers for freeing a vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4837  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4838  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4839  */
4840 static void vfree_work(struct work_struct *work)
4841 {
4842         struct mem_cgroup *memcg;
4843
4844         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4845         vfree(memcg);
4846 }
4847 static void vfree_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4848 {
4849         struct mem_cgroup *memcg;
4850
4851         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4852         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, vfree_work);
4853         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4854 }
4855
4856 /*
4857  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4858  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4859  *
4860  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4861  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4862  * it goes down to 0.
4863  *
4864  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4865  */
4866
4867 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4868 {
4869         int node;
4870
4871         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4872         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4873
4874         for_each_node(node)
4875                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4876
4877         free_percpu(memcg->stat);
4878         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4879                 kfree_rcu(memcg, rcu_freeing);
4880         else
4881                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, vfree_rcu);
4882 }
4883
4884 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4885 {
4886         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4887 }
4888
4889 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4890 {
4891         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4892                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4893                 __mem_cgroup_free(memcg);
4894                 if (parent)
4895                         mem_cgroup_put(parent);
4896         }
4897 }
4898
4899 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4900 {
4901         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4902 }
4903
4904 /*
4905  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4906  */
4907 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4908 {
4909         if (!memcg->res.parent)
4910                 return NULL;
4911         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4912 }
4913 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4914
4915 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4916 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4917 {
4918         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4919                 do_swap_account = 1;
4920 }
4921 #else
4922 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4923 {
4924 }
4925 #endif
4926
4927 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4928 {
4929         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4930         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4931         int tmp, node, zone;
4932
4933         for_each_node(node) {
4934                 tmp = node;
4935                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4936                         tmp = -1;
4937                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4938                 if (!rtpn)
4939                         goto err_cleanup;
4940
4941                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4942
4943                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4944                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4945                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4946                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4947                 }
4948         }
4949         return 0;
4950
4951 err_cleanup:
4952         for_each_node(node) {
4953                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4954                         break;
4955                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4956                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4957         }
4958         return 1;
4959
4960 }
4961
4962 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4963 mem_cgroup_create(struct cgroup *cont)
4964 {
4965         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4966         long error = -ENOMEM;
4967         int node;
4968
4969         memcg = mem_cgroup_alloc();
4970         if (!memcg)
4971                 return ERR_PTR(error);
4972
4973         for_each_node(node)
4974                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4975                         goto free_out;
4976
4977         /* root ? */
4978         if (cont->parent == NULL) {
4979                 int cpu;
4980                 enable_swap_cgroup();
4981                 parent = NULL;
4982                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4983                         goto free_out;
4984                 root_mem_cgroup = memcg;
4985                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4986                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4987                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4988                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4989                 }
4990                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4991         } else {
4992                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4993                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4994                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4995         }
4996
4997         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4998                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4999                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5000                 /*
5001                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
5002                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
5003                  * This refcnt will be decremented when freeing this
5004                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
5005                  */
5006                 mem_cgroup_get(parent);
5007         } else {
5008                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5009                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5010         }
5011         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5012         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5013
5014         if (parent)
5015                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5016         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
5017         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5018         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5019         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5020         return &memcg->css;
5021 free_out:
5022         __mem_cgroup_free(memcg);
5023         return ERR_PTR(error);
5024 }
5025
5026 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup *cont)
5027 {
5028         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5029
5030         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
5031 }
5032
5033 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
5034 {
5035         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5036
5037         kmem_cgroup_destroy(cont);
5038
5039         mem_cgroup_put(memcg);
5040 }
5041
5042 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
5043                                 struct cgroup *cont)
5044 {
5045         int ret;
5046
5047         ret = cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
5048                                 ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
5049
5050         if (!ret)
5051                 ret = register_memsw_files(cont, ss);
5052
5053         if (!ret)
5054                 ret = register_kmem_files(cont, ss);
5055
5056         return ret;
5057 }
5058
5059 #ifdef CONFIG_MMU
5060 /* Handlers for move charge at task migration. */
5061 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5062 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5063 {
5064         int ret = 0;
5065         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5066         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5067
5068         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5069                 mc.precharge += count;
5070                 /* we don't need css_get for root */
5071                 return ret;
5072         }
5073         /* try to charge at once */
5074         if (count > 1) {
5075                 struct res_counter *dummy;
5076                 /*
5077                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5078                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5079                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5080                  * css_get().
5081                  */
5082                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5083                         goto one_by_one;
5084                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5085                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5086                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5087                         goto one_by_one;
5088                 }
5089                 mc.precharge += count;
5090                 return ret;
5091         }
5092 one_by_one:
5093         /* fall back to one by one charge */
5094         while (count--) {
5095                 if (signal_pending(current)) {
5096                         ret = -EINTR;
5097                         break;
5098                 }
5099                 if (!batch_count--) {
5100                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5101                         cond_resched();
5102                 }
5103                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5104                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5105                 if (ret)
5106                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5107                         return ret;
5108                 mc.precharge++;
5109         }
5110         return ret;
5111 }
5112
5113 /**
5114  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5115  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5116  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5117  * @ptent: the pte to be checked
5118  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5119  *
5120  * Returns
5121  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5122  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5123  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5124  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5125  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5126  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5127  *     in target->ent.
5128  *
5129  * Called with pte lock held.
5130  */
5131 union mc_target {
5132         struct page     *page;
5133         swp_entry_t     ent;
5134 };
5135
5136 enum mc_target_type {
5137         MC_TARGET_NONE = 0,
5138         MC_TARGET_PAGE,
5139         MC_TARGET_SWAP,
5140 };
5141
5142 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5143                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5144 {
5145         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5146
5147         if (!page || !page_mapped(page))
5148                 return NULL;
5149         if (PageAnon(page)) {
5150                 /* we don't move shared anon */
5151                 if (!move_anon() || page_mapcount(page) > 2)
5152                         return NULL;
5153         } else if (!move_file())
5154                 /* we ignore mapcount for file pages */
5155                 return NULL;
5156         if (!get_page_unless_zero(page))
5157                 return NULL;
5158
5159         return page;
5160 }
5161
5162 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5163                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5164 {
5165         int usage_count;
5166         struct page *page = NULL;
5167         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5168
5169         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5170                 return NULL;
5171         usage_count = mem_cgroup_count_swap_user(ent, &page);
5172         if (usage_count > 1) { /* we don't move shared anon */
5173                 if (page)
5174                         put_page(page);
5175                 return NULL;
5176         }
5177         if (do_swap_account)
5178                 entry->val = ent.val;
5179
5180         return page;
5181 }
5182
5183 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5184                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5185 {
5186         struct page *page = NULL;
5187         struct inode *inode;
5188         struct address_space *mapping;
5189         pgoff_t pgoff;
5190
5191         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5192                 return NULL;
5193         if (!move_file())
5194                 return NULL;
5195
5196         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5197         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5198         if (pte_none(ptent))
5199                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5200         else /* pte_file(ptent) is true */
5201                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5202
5203         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5204         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5205
5206 #ifdef CONFIG_SWAP
5207         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5208         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5209                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5210                 if (do_swap_account)
5211                         *entry = swap;
5212                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5213         }
5214 #endif
5215         return page;
5216 }
5217
5218 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5219                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5220 {
5221         struct page *page = NULL;
5222         struct page_cgroup *pc;
5223         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5224         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5225
5226         if (pte_present(ptent))
5227                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5228         else if (is_swap_pte(ptent))
5229                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5230         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5231                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5232
5233         if (!page && !ent.val)
5234                 return ret;
5235         if (page) {
5236                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5237                 /*
5238                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5239                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5240                  * the lock.
5241                  */
5242                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5243                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5244                         if (target)
5245                                 target->page = page;
5246                 }
5247                 if (!ret || !target)
5248                         put_page(page);
5249         }
5250         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5251         if (ent.val && !ret &&
5252                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5253                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5254                 if (target)
5255                         target->ent = ent;
5256         }
5257         return ret;
5258 }
5259
5260 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5261 /*
5262  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5263  * support them for now.
5264  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5265  */
5266 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5267                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5268 {
5269         struct page *page = NULL;
5270         struct page_cgroup *pc;
5271         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5272
5273         page = pmd_page(pmd);
5274         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5275         if (!move_anon())
5276                 return ret;
5277         pc = lookup_page_cgroup(page);
5278         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5279                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5280                 if (target) {
5281                         get_page(page);
5282                         target->page = page;
5283                 }
5284         }
5285         return ret;
5286 }
5287 #else
5288 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5289                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5290 {
5291         return MC_TARGET_NONE;
5292 }
5293 #endif
5294
5295 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5296                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5297                                         struct mm_walk *walk)
5298 {
5299         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5300         pte_t *pte;
5301         spinlock_t *ptl;
5302
5303         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5304                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5305                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5306                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5307                 return 0;
5308         }
5309
5310         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5311                 return 0;
5312         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5313         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5314                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5315                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5316         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5317         cond_resched();
5318
5319         return 0;
5320 }
5321
5322 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5323 {
5324         unsigned long precharge;
5325         struct vm_area_struct *vma;
5326
5327         down_read(&mm->mmap_sem);
5328         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5329                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5330                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5331                         .mm = mm,
5332                         .private = vma,
5333                 };
5334                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5335                         continue;
5336                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5337                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5338         }
5339         up_read(&mm->mmap_sem);
5340
5341         precharge = mc.precharge;
5342         mc.precharge = 0;
5343
5344         return precharge;
5345 }
5346
5347 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5348 {
5349         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5350
5351         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5352         mc.moving_task = current;
5353         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5354 }
5355
5356 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5357 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5358 {
5359         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5360         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5361
5362         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5363         if (mc.precharge) {
5364                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5365                 mc.precharge = 0;
5366         }
5367         /*
5368          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5369          * we must uncharge here.
5370          */
5371         if (mc.moved_charge) {
5372                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5373                 mc.moved_charge = 0;
5374         }
5375         /* we must fixup refcnts and charges */
5376         if (mc.moved_swap) {
5377                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5378                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5379                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5380                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5381                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5382
5383                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5384                         /*
5385                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5386                          * uncharge to->res.
5387                          */
5388                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5389                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5390                 }
5391                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5392                 mc.moved_swap = 0;
5393         }
5394         memcg_oom_recover(from);
5395         memcg_oom_recover(to);
5396         wake_up_all(&mc.waitq);
5397 }
5398
5399 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5400 {
5401         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5402
5403         /*
5404          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5405          * task migration.
5406          */
5407         mc.moving_task = NULL;
5408         __mem_cgroup_clear_mc();
5409         spin_lock(&mc.lock);
5410         mc.from = NULL;
5411         mc.to = NULL;
5412         spin_unlock(&mc.lock);
5413         mem_cgroup_end_move(from);
5414 }
5415
5416 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5417                                  struct cgroup_taskset *tset)
5418 {
5419         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5420         int ret = 0;
5421         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5422
5423         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5424                 struct mm_struct *mm;
5425                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5426
5427                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5428
5429                 mm = get_task_mm(p);
5430                 if (!mm)
5431                         return 0;
5432                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5433                 if (mm->owner == p) {
5434                         VM_BUG_ON(mc.from);
5435                         VM_BUG_ON(mc.to);
5436                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5437                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5438                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5439                         mem_cgroup_start_move(from);
5440                         spin_lock(&mc.lock);
5441                         mc.from = from;
5442                         mc.to = memcg;
5443                         spin_unlock(&mc.lock);
5444                         /* We set mc.moving_task later */
5445
5446                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5447                         if (ret)
5448                                 mem_cgroup_clear_mc();
5449                 }
5450                 mmput(mm);
5451         }
5452         return ret;
5453 }
5454
5455 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5456                                      struct cgroup_taskset *tset)
5457 {
5458         mem_cgroup_clear_mc();
5459 }
5460
5461 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5462                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5463                                 struct mm_walk *walk)
5464 {
5465         int ret = 0;
5466         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5467         pte_t *pte;
5468         spinlock_t *ptl;
5469         enum mc_target_type target_type;
5470         union mc_target target;
5471         struct page *page;
5472         struct page_cgroup *pc;
5473
5474         /*
5475          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5476          * happens because:
5477          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5478          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5479          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5480          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5481          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5482          *    part of thp split is not executed yet.
5483          */
5484         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5485                 if (!mc.precharge) {
5486                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5487                         return 0;
5488                 }
5489                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5490                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5491                         page = target.page;
5492                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5493                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5494                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5495                                                              pc, mc.from, mc.to,
5496                                                              false)) {
5497                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5498                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5499                                 }
5500                                 putback_lru_page(page);
5501                         }
5502                         put_page(page);
5503                 }
5504                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5505                 return 0;
5506         }
5507
5508         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5509                 return 0;
5510 retry:
5511         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5512         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5513                 pte_t ptent = *(pte++);
5514                 swp_entry_t ent;
5515
5516                 if (!mc.precharge)
5517                         break;
5518
5519                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5520                 case MC_TARGET_PAGE:
5521                         page = target.page;
5522                         if (isolate_lru_page(page))
5523                                 goto put;
5524                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5525                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5526                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5527                                 mc.precharge--;
5528                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5529                                 mc.moved_charge++;
5530                         }
5531                         putback_lru_page(page);
5532 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5533                         put_page(page);
5534                         break;
5535                 case MC_TARGET_SWAP:
5536                         ent = target.ent;
5537                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent,
5538                                                 mc.from, mc.to, false)) {
5539                                 mc.precharge--;
5540                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5541                                 mc.moved_swap++;
5542                         }
5543                         break;
5544                 default:
5545                         break;
5546                 }
5547         }
5548         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5549         cond_resched();
5550
5551         if (addr != end) {
5552                 /*
5553                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5554                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5555                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5556                  * phase.
5557                  */
5558                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5559                 if (!ret)
5560                         goto retry;
5561         }
5562
5563         return ret;
5564 }
5565
5566 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5567 {
5568         struct vm_area_struct *vma;
5569
5570         lru_add_drain_all();
5571 retry:
5572         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5573                 /*
5574                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5575                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5576                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5577                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5578                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5579                  */
5580                 __mem_cgroup_clear_mc();
5581                 cond_resched();
5582                 goto retry;
5583         }
5584         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5585                 int ret;
5586                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5587                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5588                         .mm = mm,
5589                         .private = vma,
5590                 };
5591                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5592                         continue;
5593                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5594                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5595                 if (ret)
5596                         /*
5597                          * means we have consumed all precharges and failed in
5598                          * doing additional charge. Just abandon here.
5599                          */
5600                         break;
5601         }
5602         up_read(&mm->mmap_sem);
5603 }
5604
5605 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5606                                  struct cgroup_taskset *tset)
5607 {
5608         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5609         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5610
5611         if (mm) {
5612                 if (mc.to)
5613                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5614                 put_swap_token(mm);
5615                 mmput(mm);
5616         }
5617         if (mc.to)
5618                 mem_cgroup_clear_mc();
5619 }
5620 #else   /* !CONFIG_MMU */
5621 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5622                                  struct cgroup_taskset *tset)
5623 {
5624         return 0;
5625 }
5626 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5627                                      struct cgroup_taskset *tset)
5628 {
5629 }
5630 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5631                                  struct cgroup_taskset *tset)
5632 {
5633 }
5634 #endif
5635
5636 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5637         .name = "memory",
5638         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5639         .create = mem_cgroup_create,
5640         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5641         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5642         .populate = mem_cgroup_populate,
5643         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5644         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5645         .attach = mem_cgroup_move_task,
5646         .early_init = 0,
5647         .use_id = 1,
5648 };
5649
5650 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5651 static int __init enable_swap_account(char *s)
5652 {
5653         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5654         if (!strcmp(s, "1"))
5655                 really_do_swap_account = 1;
5656         else if (!strcmp(s, "0"))
5657                 really_do_swap_account = 0;
5658         return 1;
5659 }
5660 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5661
5662 #endif