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