55a85e1a342f3bb70c4e1011385fd785cbafb8a2
[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 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
63
64 #ifdef CONFIG_MEMCG_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_MEMCG_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_SWAP, /* # of pages, swapped out */
91         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
92 };
93
94 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
95         "cache",
96         "rss",
97         "mapped_file",
98         "swap",
99 };
100
101 enum mem_cgroup_events_index {
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
106         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
107 };
108
109 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
110         "pgpgin",
111         "pgpgout",
112         "pgfault",
113         "pgmajfault",
114 };
115
116 /*
117  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
118  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
119  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
120  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
121  */
122 enum mem_cgroup_events_target {
123         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
124         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
125         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
126         MEM_CGROUP_NTARGETS,
127 };
128 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
129 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
130 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
131
132 struct mem_cgroup_stat_cpu {
133         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
134         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
135         unsigned long nr_page_events;
136         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
137 };
138
139 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
140         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
141         int position;
142         /* scan generation, increased every round-trip */
143         unsigned int generation;
144 };
145
146 /*
147  * per-zone information in memory controller.
148  */
149 struct mem_cgroup_per_zone {
150         struct lruvec           lruvec;
151         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
152
153         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
154
155         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
156         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
157                                                 /* the soft limit is exceeded*/
158         bool                    on_tree;
159         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
160                                                 /* use container_of        */
161 };
162
163 struct mem_cgroup_per_node {
164         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
165 };
166
167 struct mem_cgroup_lru_info {
168         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
169 };
170
171 /*
172  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
173  * their hierarchy representation
174  */
175
176 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
177         struct rb_root rb_root;
178         spinlock_t lock;
179 };
180
181 struct mem_cgroup_tree_per_node {
182         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
183 };
184
185 struct mem_cgroup_tree {
186         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
187 };
188
189 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
190
191 struct mem_cgroup_threshold {
192         struct eventfd_ctx *eventfd;
193         u64 threshold;
194 };
195
196 /* For threshold */
197 struct mem_cgroup_threshold_ary {
198         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
199         int current_threshold;
200         /* Size of entries[] */
201         unsigned int size;
202         /* Array of thresholds */
203         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
204 };
205
206 struct mem_cgroup_thresholds {
207         /* Primary thresholds array */
208         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
209         /*
210          * Spare threshold array.
211          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
212          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
213          */
214         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
215 };
216
217 /* for OOM */
218 struct mem_cgroup_eventfd_list {
219         struct list_head list;
220         struct eventfd_ctx *eventfd;
221 };
222
223 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
224 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
225
226 /*
227  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
228  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
229  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
230  * to help the administrator determine what knobs to tune.
231  *
232  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
233  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
234  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
235  * a feature that will be implemented much later in the future.
236  */
237 struct mem_cgroup {
238         struct cgroup_subsys_state css;
239         /*
240          * the counter to account for memory usage
241          */
242         struct res_counter res;
243
244         union {
245                 /*
246                  * the counter to account for mem+swap usage.
247                  */
248                 struct res_counter memsw;
249
250                 /*
251                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
252                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
253                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
254                  * in a union with the res field, but res plays a much
255                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
256                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
257                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
258                  */
259                 struct rcu_head rcu_freeing;
260                 /*
261                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
262                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
263                  */
264                 struct work_struct work_freeing;
265         };
266
267         /*
268          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
269          * per zone LRU lists.
270          */
271         struct mem_cgroup_lru_info info;
272         int last_scanned_node;
273 #if MAX_NUMNODES > 1
274         nodemask_t      scan_nodes;
275         atomic_t        numainfo_events;
276         atomic_t        numainfo_updating;
277 #endif
278         /*
279          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
280          */
281         bool use_hierarchy;
282
283         bool            oom_lock;
284         atomic_t        under_oom;
285
286         atomic_t        refcnt;
287
288         int     swappiness;
289         /* OOM-Killer disable */
290         int             oom_kill_disable;
291
292         /* set when res.limit == memsw.limit */
293         bool            memsw_is_minimum;
294
295         /* protect arrays of thresholds */
296         struct mutex thresholds_lock;
297
298         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
299         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
300
301         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
302         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
303
304         /* For oom notifier event fd */
305         struct list_head oom_notify;
306
307         /*
308          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
309          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
310          */
311         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
312         /*
313          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
314          */
315         atomic_t        moving_account;
316         /* taken only while moving_account > 0 */
317         spinlock_t      move_lock;
318         /*
319          * percpu counter.
320          */
321         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
322         /*
323          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
324          * See mem_cgroup_read_stat().
325          */
326         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
327         spinlock_t pcp_counter_lock;
328
329 #ifdef CONFIG_INET
330         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
331 #endif
332 };
333
334 /* Stuffs for move charges at task migration. */
335 /*
336  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
337  * left-shifted bitmap of these types.
338  */
339 enum move_type {
340         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
341         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
342         NR_MOVE_TYPE,
343 };
344
345 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
346 static struct move_charge_struct {
347         spinlock_t        lock; /* for from, to */
348         struct mem_cgroup *from;
349         struct mem_cgroup *to;
350         unsigned long precharge;
351         unsigned long moved_charge;
352         unsigned long moved_swap;
353         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
354         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
355 } mc = {
356         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
357         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
358 };
359
360 static bool move_anon(void)
361 {
362         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
363                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
364 }
365
366 static bool move_file(void)
367 {
368         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
369                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
370 }
371
372 /*
373  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
374  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
375  */
376 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
377 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
378
379 enum charge_type {
380         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
381         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
382         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
383         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
384         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
385         NR_CHARGE_TYPE,
386 };
387
388 /* for encoding cft->private value on file */
389 #define _MEM                    (0)
390 #define _MEMSWAP                (1)
391 #define _OOM_TYPE               (2)
392 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
393 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
394 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
395 /* Used for OOM nofiier */
396 #define OOM_CONTROL             (0)
397
398 /*
399  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
400  */
401 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
402 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
403 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
404 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
405
406 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
407 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
408
409 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
410 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
411 #include <net/sock.h>
412 #include <net/ip.h>
413
414 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
415 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
416 {
417         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
418                 struct mem_cgroup *memcg;
419                 struct cg_proto *cg_proto;
420
421                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
422
423                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
424                  * filled. It won't however, necessarily happen from
425                  * process context. So the test for root memcg given
426                  * the current task's memcg won't help us in this case.
427                  *
428                  * Respecting the original socket's memcg is a better
429                  * decision in this case.
430                  */
431                 if (sk->sk_cgrp) {
432                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
433                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
434                         return;
435                 }
436
437                 rcu_read_lock();
438                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
439                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
440                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
441                         mem_cgroup_get(memcg);
442                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
443                 }
444                 rcu_read_unlock();
445         }
446 }
447 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
448
449 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
450 {
451         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
452                 struct mem_cgroup *memcg;
453                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
454                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
455                 mem_cgroup_put(memcg);
456         }
457 }
458
459 #ifdef CONFIG_INET
460 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
461 {
462         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
463                 return NULL;
464
465         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
466 }
467 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
468 #endif /* CONFIG_INET */
469 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
470
471 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
472 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
473 {
474         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
475                 return;
476         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
477 }
478 #else
479 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
480 {
481 }
482 #endif
483
484 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
485
486 static struct mem_cgroup_per_zone *
487 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
488 {
489         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
490 }
491
492 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
493 {
494         return &memcg->css;
495 }
496
497 static struct mem_cgroup_per_zone *
498 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
499 {
500         int nid = page_to_nid(page);
501         int zid = page_zonenum(page);
502
503         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
504 }
505
506 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
507 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
508 {
509         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
510 }
511
512 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
513 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
514 {
515         int nid = page_to_nid(page);
516         int zid = page_zonenum(page);
517
518         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
519 }
520
521 static void
522 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
523                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
524                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
525                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
526 {
527         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
528         struct rb_node *parent = NULL;
529         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
530
531         if (mz->on_tree)
532                 return;
533
534         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
535         if (!mz->usage_in_excess)
536                 return;
537         while (*p) {
538                 parent = *p;
539                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
540                                         tree_node);
541                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
542                         p = &(*p)->rb_left;
543                 /*
544                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
545                  * limit by the same amount
546                  */
547                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
548                         p = &(*p)->rb_right;
549         }
550         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
551         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
552         mz->on_tree = true;
553 }
554
555 static void
556 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
557                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
558                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
559 {
560         if (!mz->on_tree)
561                 return;
562         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
563         mz->on_tree = false;
564 }
565
566 static void
567 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
568                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
569                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
570 {
571         spin_lock(&mctz->lock);
572         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
573         spin_unlock(&mctz->lock);
574 }
575
576
577 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
578 {
579         unsigned long long excess;
580         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
581         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
582         int nid = page_to_nid(page);
583         int zid = page_zonenum(page);
584         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
585
586         /*
587          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
588          * because their event counter is not touched.
589          */
590         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
591                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
592                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
593                 /*
594                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
595                  * mem is over its softlimit.
596                  */
597                 if (excess || mz->on_tree) {
598                         spin_lock(&mctz->lock);
599                         /* if on-tree, remove it */
600                         if (mz->on_tree)
601                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
602                         /*
603                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
604                          * If excess is 0, no tree ops.
605                          */
606                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
607                         spin_unlock(&mctz->lock);
608                 }
609         }
610 }
611
612 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
613 {
614         int node, zone;
615         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
616         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
617
618         for_each_node(node) {
619                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
620                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
621                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
622                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
623                 }
624         }
625 }
626
627 static struct mem_cgroup_per_zone *
628 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
629 {
630         struct rb_node *rightmost = NULL;
631         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
632
633 retry:
634         mz = NULL;
635         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
636         if (!rightmost)
637                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
638
639         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
640         /*
641          * Remove the node now but someone else can add it back,
642          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
643          * position in the tree.
644          */
645         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
646         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
647                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
648                 goto retry;
649 done:
650         return mz;
651 }
652
653 static struct mem_cgroup_per_zone *
654 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
655 {
656         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
657
658         spin_lock(&mctz->lock);
659         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
660         spin_unlock(&mctz->lock);
661         return mz;
662 }
663
664 /*
665  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
666  *
667  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
668  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
669  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
670  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
671  *
672  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
673  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
674  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
675  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
676  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
677  *
678  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
679  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
680  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
681  * implemented.
682  */
683 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
684                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
685 {
686         long val = 0;
687         int cpu;
688
689         get_online_cpus();
690         for_each_online_cpu(cpu)
691                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
692 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
693         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
694         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
695         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
696 #endif
697         put_online_cpus();
698         return val;
699 }
700
701 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
702                                          bool charge)
703 {
704         int val = (charge) ? 1 : -1;
705         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
706 }
707
708 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
709                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
710 {
711         unsigned long val = 0;
712         int cpu;
713
714         for_each_online_cpu(cpu)
715                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
716 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
717         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
718         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
719         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
720 #endif
721         return val;
722 }
723
724 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
725                                          bool anon, int nr_pages)
726 {
727         preempt_disable();
728
729         /*
730          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
731          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
732          */
733         if (anon)
734                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
735                                 nr_pages);
736         else
737                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
738                                 nr_pages);
739
740         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
741         if (nr_pages > 0)
742                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
743         else {
744                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
745                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
746         }
747
748         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
749
750         preempt_enable();
751 }
752
753 unsigned long
754 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
755 {
756         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
757
758         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
759         return mz->lru_size[lru];
760 }
761
762 static unsigned long
763 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
764                         unsigned int lru_mask)
765 {
766         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
767         enum lru_list lru;
768         unsigned long ret = 0;
769
770         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
771
772         for_each_lru(lru) {
773                 if (BIT(lru) & lru_mask)
774                         ret += mz->lru_size[lru];
775         }
776         return ret;
777 }
778
779 static unsigned long
780 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
781                         int nid, unsigned int lru_mask)
782 {
783         u64 total = 0;
784         int zid;
785
786         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
787                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
788                                                 nid, zid, lru_mask);
789
790         return total;
791 }
792
793 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
794                         unsigned int lru_mask)
795 {
796         int nid;
797         u64 total = 0;
798
799         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
800                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
801         return total;
802 }
803
804 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
805                                        enum mem_cgroup_events_target target)
806 {
807         unsigned long val, next;
808
809         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
810         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
811         /* from time_after() in jiffies.h */
812         if ((long)next - (long)val < 0) {
813                 switch (target) {
814                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
815                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
816                         break;
817                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
818                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
819                         break;
820                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
821                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
822                         break;
823                 default:
824                         break;
825                 }
826                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
827                 return true;
828         }
829         return false;
830 }
831
832 /*
833  * Check events in order.
834  *
835  */
836 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
837 {
838         preempt_disable();
839         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
840         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
841                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
842                 bool do_softlimit;
843                 bool do_numainfo __maybe_unused;
844
845                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
846                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
847 #if MAX_NUMNODES > 1
848                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
849                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
850 #endif
851                 preempt_enable();
852
853                 mem_cgroup_threshold(memcg);
854                 if (unlikely(do_softlimit))
855                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
856 #if MAX_NUMNODES > 1
857                 if (unlikely(do_numainfo))
858                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
859 #endif
860         } else
861                 preempt_enable();
862 }
863
864 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
865 {
866         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
867                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
868                                 css);
869 }
870
871 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
872 {
873         /*
874          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
875          * if it races with swapoff, page migration, etc.
876          * So this can be called with p == NULL.
877          */
878         if (unlikely(!p))
879                 return NULL;
880
881         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
882                                 struct mem_cgroup, css);
883 }
884
885 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
886 {
887         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
888
889         if (!mm)
890                 return NULL;
891         /*
892          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
893          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
894          * pessimistic (rather than adding locks here).
895          */
896         rcu_read_lock();
897         do {
898                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
899                 if (unlikely(!memcg))
900                         break;
901         } while (!css_tryget(&memcg->css));
902         rcu_read_unlock();
903         return memcg;
904 }
905
906 /**
907  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
908  * @root: hierarchy root
909  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
910  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
911  *
912  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
913  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
914  *
915  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
916  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
917  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
918  *
919  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
920  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
921  * reclaimers operating on the same zone and priority.
922  */
923 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
924                                    struct mem_cgroup *prev,
925                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
926 {
927         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
928         int id = 0;
929
930         if (mem_cgroup_disabled())
931                 return NULL;
932
933         if (!root)
934                 root = root_mem_cgroup;
935
936         if (prev && !reclaim)
937                 id = css_id(&prev->css);
938
939         if (prev && prev != root)
940                 css_put(&prev->css);
941
942         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
943                 if (prev)
944                         return NULL;
945                 return root;
946         }
947
948         while (!memcg) {
949                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
950                 struct cgroup_subsys_state *css;
951
952                 if (reclaim) {
953                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
954                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
955                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
956
957                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
958                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
959                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
960                                 return NULL;
961                         id = iter->position;
962                 }
963
964                 rcu_read_lock();
965                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
966                 if (css) {
967                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
968                                 memcg = container_of(css,
969                                                      struct mem_cgroup, css);
970                 } else
971                         id = 0;
972                 rcu_read_unlock();
973
974                 if (reclaim) {
975                         iter->position = id;
976                         if (!css)
977                                 iter->generation++;
978                         else if (!prev && memcg)
979                                 reclaim->generation = iter->generation;
980                 }
981
982                 if (prev && !css)
983                         return NULL;
984         }
985         return memcg;
986 }
987
988 /**
989  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
990  * @root: hierarchy root
991  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
992  */
993 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
994                            struct mem_cgroup *prev)
995 {
996         if (!root)
997                 root = root_mem_cgroup;
998         if (prev && prev != root)
999                 css_put(&prev->css);
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1004  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1005  * be used for reference counting.
1006  */
1007 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1008         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1009              iter != NULL;                              \
1010              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1011
1012 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1013         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1014              iter != NULL;                              \
1015              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1016
1017 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
1018 {
1019         return (memcg == root_mem_cgroup);
1020 }
1021
1022 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1023 {
1024         struct mem_cgroup *memcg;
1025
1026         if (!mm)
1027                 return;
1028
1029         rcu_read_lock();
1030         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1031         if (unlikely(!memcg))
1032                 goto out;
1033
1034         switch (idx) {
1035         case PGFAULT:
1036                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1037                 break;
1038         case PGMAJFAULT:
1039                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1040                 break;
1041         default:
1042                 BUG();
1043         }
1044 out:
1045         rcu_read_unlock();
1046 }
1047 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1048
1049 /**
1050  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1051  * @zone: zone of the wanted lruvec
1052  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1053  *
1054  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1055  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1056  * is disabled.
1057  */
1058 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1059                                       struct mem_cgroup *memcg)
1060 {
1061         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1062
1063         if (mem_cgroup_disabled())
1064                 return &zone->lruvec;
1065
1066         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1067         return &mz->lruvec;
1068 }
1069
1070 /*
1071  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1072  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1073  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1074  *
1075  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1076  * 1. charge
1077  * 2. moving account
1078  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1079  * It is added to LRU before charge.
1080  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1081  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1082  */
1083
1084 /**
1085  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1086  * @page: the page
1087  * @zone: zone of the page
1088  */
1089 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1090 {
1091         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1092         struct mem_cgroup *memcg;
1093         struct page_cgroup *pc;
1094
1095         if (mem_cgroup_disabled())
1096                 return &zone->lruvec;
1097
1098         pc = lookup_page_cgroup(page);
1099         memcg = pc->mem_cgroup;
1100
1101         /*
1102          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1103          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1104          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1105          *
1106          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1107          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1108          * of pc->mem_cgroup safe.
1109          */
1110         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1111                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1112
1113         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1114         return &mz->lruvec;
1115 }
1116
1117 /**
1118  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1119  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1120  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1121  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1122  *
1123  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1124  * lru list.
1125  */
1126 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1127                                 int nr_pages)
1128 {
1129         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1130         unsigned long *lru_size;
1131
1132         if (mem_cgroup_disabled())
1133                 return;
1134
1135         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1136         lru_size = mz->lru_size + lru;
1137         *lru_size += nr_pages;
1138         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1139 }
1140
1141 /*
1142  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1143  * hierarchy subtree
1144  */
1145 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1146                                   struct mem_cgroup *memcg)
1147 {
1148         if (root_memcg == memcg)
1149                 return true;
1150         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1151                 return false;
1152         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1153 }
1154
1155 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1156                                        struct mem_cgroup *memcg)
1157 {
1158         bool ret;
1159
1160         rcu_read_lock();
1161         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1162         rcu_read_unlock();
1163         return ret;
1164 }
1165
1166 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1167 {
1168         int ret;
1169         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1170         struct task_struct *p;
1171
1172         p = find_lock_task_mm(task);
1173         if (p) {
1174                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1175                 task_unlock(p);
1176         } else {
1177                 /*
1178                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1179                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1180                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1181                  */
1182                 task_lock(task);
1183                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1184                 if (curr)
1185                         css_get(&curr->css);
1186                 task_unlock(task);
1187         }
1188         if (!curr)
1189                 return 0;
1190         /*
1191          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1192          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1193          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1194          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1195          */
1196         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1197         css_put(&curr->css);
1198         return ret;
1199 }
1200
1201 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1202 {
1203         unsigned long inactive_ratio;
1204         unsigned long inactive;
1205         unsigned long active;
1206         unsigned long gb;
1207
1208         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1209         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1210
1211         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1212         if (gb)
1213                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1214         else
1215                 inactive_ratio = 1;
1216
1217         return inactive * inactive_ratio < active;
1218 }
1219
1220 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1221 {
1222         unsigned long active;
1223         unsigned long inactive;
1224
1225         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1226         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1227
1228         return (active > inactive);
1229 }
1230
1231 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1232         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1233
1234 /**
1235  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1236  * @memcg: the memory cgroup
1237  *
1238  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1239  * pages.
1240  */
1241 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1242 {
1243         unsigned long long margin;
1244
1245         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1246         if (do_swap_account)
1247                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1248         return margin >> PAGE_SHIFT;
1249 }
1250
1251 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1252 {
1253         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1254
1255         /* root ? */
1256         if (cgrp->parent == NULL)
1257                 return vm_swappiness;
1258
1259         return memcg->swappiness;
1260 }
1261
1262 /*
1263  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1264  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1265  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1266  * rcu_read_lock(), like this:
1267  *
1268  *         CPU-A                                    CPU-B
1269  *                                              rcu_read_lock()
1270  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1271  *                                                   take heavy locks.
1272  *         synchronize_rcu()                    update something.
1273  *                                              rcu_read_unlock()
1274  *         start move here.
1275  */
1276
1277 /* for quick checking without looking up memcg */
1278 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1279
1280 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1281 {
1282         atomic_inc(&memcg_moving);
1283         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1284         synchronize_rcu();
1285 }
1286
1287 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1288 {
1289         /*
1290          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1291          * We check NULL in callee rather than caller.
1292          */
1293         if (memcg) {
1294                 atomic_dec(&memcg_moving);
1295                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1296         }
1297 }
1298
1299 /*
1300  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1301  *
1302  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1303  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1304  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1305  *
1306  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1307  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1308  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1309  */
1310
1311 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1312 {
1313         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1314         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1315 }
1316
1317 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1318 {
1319         struct mem_cgroup *from;
1320         struct mem_cgroup *to;
1321         bool ret = false;
1322         /*
1323          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1324          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1325          */
1326         spin_lock(&mc.lock);
1327         from = mc.from;
1328         to = mc.to;
1329         if (!from)
1330                 goto unlock;
1331
1332         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1333                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1334 unlock:
1335         spin_unlock(&mc.lock);
1336         return ret;
1337 }
1338
1339 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1340 {
1341         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1342                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1343                         DEFINE_WAIT(wait);
1344                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1345                         /* moving charge context might have finished. */
1346                         if (mc.moving_task)
1347                                 schedule();
1348                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1349                         return true;
1350                 }
1351         }
1352         return false;
1353 }
1354
1355 /*
1356  * Take this lock when
1357  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1358  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1359  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1360  */
1361 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1362                                   unsigned long *flags)
1363 {
1364         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1365 }
1366
1367 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1368                                 unsigned long *flags)
1369 {
1370         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1371 }
1372
1373 /**
1374  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1375  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1376  * @p: Task that is going to be killed
1377  *
1378  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1379  * enabled
1380  */
1381 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1382 {
1383         struct cgroup *task_cgrp;
1384         struct cgroup *mem_cgrp;
1385         /*
1386          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1387          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1388          * If this assumption is broken, revisit this code.
1389          */
1390         static char memcg_name[PATH_MAX];
1391         int ret;
1392
1393         if (!memcg || !p)
1394                 return;
1395
1396         rcu_read_lock();
1397
1398         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1399         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1400
1401         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1402         if (ret < 0) {
1403                 /*
1404                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1405                  * But we'll still print out the usage information
1406                  */
1407                 rcu_read_unlock();
1408                 goto done;
1409         }
1410         rcu_read_unlock();
1411
1412         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1413
1414         rcu_read_lock();
1415         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1416         if (ret < 0) {
1417                 rcu_read_unlock();
1418                 goto done;
1419         }
1420         rcu_read_unlock();
1421
1422         /*
1423          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1424          */
1425         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1426 done:
1427
1428         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1429                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1430                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1431                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1432         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1433                 "failcnt %llu\n",
1434                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1435                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1436                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1437 }
1438
1439 /*
1440  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1441  * 1(self count) if no children.
1442  */
1443 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1444 {
1445         int num = 0;
1446         struct mem_cgroup *iter;
1447
1448         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1449                 num++;
1450         return num;
1451 }
1452
1453 /*
1454  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1455  */
1456 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1457 {
1458         u64 limit;
1459         u64 memsw;
1460
1461         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1462         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1463
1464         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1465         /*
1466          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1467          * to this memcg, return that limit.
1468          */
1469         return min(limit, memsw);
1470 }
1471
1472 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1473                                         gfp_t gfp_mask,
1474                                         unsigned long flags)
1475 {
1476         unsigned long total = 0;
1477         bool noswap = false;
1478         int loop;
1479
1480         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1481                 noswap = true;
1482         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1483                 noswap = true;
1484
1485         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1486                 if (loop)
1487                         drain_all_stock_async(memcg);
1488                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1489                 /*
1490                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1491                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1492                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1493                  */
1494                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1495                         break;
1496                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1497                         break;
1498                 /*
1499                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1500                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1501                  */
1502                 if (loop && !total)
1503                         break;
1504         }
1505         return total;
1506 }
1507
1508 /**
1509  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1510  * @memcg: the target memcg
1511  * @nid: the node ID to be checked.
1512  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1513  *
1514  * This function returns whether the specified memcg contains any
1515  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1516  * pages in the node.
1517  */
1518 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1519                 int nid, bool noswap)
1520 {
1521         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1522                 return true;
1523         if (noswap || !total_swap_pages)
1524                 return false;
1525         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1526                 return true;
1527         return false;
1528
1529 }
1530 #if MAX_NUMNODES > 1
1531
1532 /*
1533  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1534  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1535  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1536  *
1537  */
1538 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1539 {
1540         int nid;
1541         /*
1542          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1543          * pagein/pageout changes since the last update.
1544          */
1545         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1546                 return;
1547         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1548                 return;
1549
1550         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1551         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1552
1553         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1554
1555                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1556                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1557         }
1558
1559         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1560         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1561 }
1562
1563 /*
1564  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1565  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1566  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1567  *
1568  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1569  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1570  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1571  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1572  *
1573  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1574  */
1575 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1576 {
1577         int node;
1578
1579         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1580         node = memcg->last_scanned_node;
1581
1582         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1583         if (node == MAX_NUMNODES)
1584                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1585         /*
1586          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1587          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1588          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1589          * we use curret node.
1590          */
1591         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1592                 node = numa_node_id();
1593
1594         memcg->last_scanned_node = node;
1595         return node;
1596 }
1597
1598 /*
1599  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1600  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1601  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1602  * enough new information. We need to do double check.
1603  */
1604 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1605 {
1606         int nid;
1607
1608         /*
1609          * quick check...making use of scan_node.
1610          * We can skip unused nodes.
1611          */
1612         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1613                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1614                      nid < MAX_NUMNODES;
1615                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1616
1617                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1618                                 return true;
1619                 }
1620         }
1621         /*
1622          * Check rest of nodes.
1623          */
1624         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1625                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1626                         continue;
1627                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1628                         return true;
1629         }
1630         return false;
1631 }
1632
1633 #else
1634 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1635 {
1636         return 0;
1637 }
1638
1639 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1640 {
1641         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1642 }
1643 #endif
1644
1645 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1646                                    struct zone *zone,
1647                                    gfp_t gfp_mask,
1648                                    unsigned long *total_scanned)
1649 {
1650         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1651         int total = 0;
1652         int loop = 0;
1653         unsigned long excess;
1654         unsigned long nr_scanned;
1655         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1656                 .zone = zone,
1657                 .priority = 0,
1658         };
1659
1660         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1661
1662         while (1) {
1663                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1664                 if (!victim) {
1665                         loop++;
1666                         if (loop >= 2) {
1667                                 /*
1668                                  * If we have not been able to reclaim
1669                                  * anything, it might because there are
1670                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1671                                  */
1672                                 if (!total)
1673                                         break;
1674                                 /*
1675                                  * We want to do more targeted reclaim.
1676                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1677                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1678                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1679                                  */
1680                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1681                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1682                                         break;
1683                         }
1684                         continue;
1685                 }
1686                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1687                         continue;
1688                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1689                                                      zone, &nr_scanned);
1690                 *total_scanned += nr_scanned;
1691                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1692                         break;
1693         }
1694         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1695         return total;
1696 }
1697
1698 /*
1699  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1700  * If someone is running, return false.
1701  * Has to be called with memcg_oom_lock
1702  */
1703 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1704 {
1705         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1706
1707         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1708                 if (iter->oom_lock) {
1709                         /*
1710                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1711                          * so we cannot give a lock.
1712                          */
1713                         failed = iter;
1714                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1715                         break;
1716                 } else
1717                         iter->oom_lock = true;
1718         }
1719
1720         if (!failed)
1721                 return true;
1722
1723         /*
1724          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1725          * what we set up to the failing subtree
1726          */
1727         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1728                 if (iter == failed) {
1729                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1730                         break;
1731                 }
1732                 iter->oom_lock = false;
1733         }
1734         return false;
1735 }
1736
1737 /*
1738  * Has to be called with memcg_oom_lock
1739  */
1740 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1741 {
1742         struct mem_cgroup *iter;
1743
1744         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1745                 iter->oom_lock = false;
1746         return 0;
1747 }
1748
1749 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1750 {
1751         struct mem_cgroup *iter;
1752
1753         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1754                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1755 }
1756
1757 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1758 {
1759         struct mem_cgroup *iter;
1760
1761         /*
1762          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1763          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1764          * atomic_add_unless() here.
1765          */
1766         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1767                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1768 }
1769
1770 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1771 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1772
1773 struct oom_wait_info {
1774         struct mem_cgroup *memcg;
1775         wait_queue_t    wait;
1776 };
1777
1778 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1779         unsigned mode, int sync, void *arg)
1780 {
1781         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1782         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1783         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1784
1785         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1786         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1787
1788         /*
1789          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1790          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1791          */
1792         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1793                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1794                 return 0;
1795         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1796 }
1797
1798 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1799 {
1800         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1801         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1802 }
1803
1804 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1805 {
1806         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1807                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1808 }
1809
1810 /*
1811  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1812  */
1813 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1814                                   int order)
1815 {
1816         struct oom_wait_info owait;
1817         bool locked, need_to_kill;
1818
1819         owait.memcg = memcg;
1820         owait.wait.flags = 0;
1821         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1822         owait.wait.private = current;
1823         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1824         need_to_kill = true;
1825         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1826
1827         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1828         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1829         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1830         /*
1831          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1832          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1833          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1834          */
1835         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1836         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1837                 need_to_kill = false;
1838         if (locked)
1839                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1840         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1841
1842         if (need_to_kill) {
1843                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1844                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1845         } else {
1846                 schedule();
1847                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1848         }
1849         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1850         if (locked)
1851                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1852         memcg_wakeup_oom(memcg);
1853         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1854
1855         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1856
1857         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1858                 return false;
1859         /* Give chance to dying process */
1860         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1861         return true;
1862 }
1863
1864 /*
1865  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1866  * generalized to update other statistics as well.
1867  *
1868  * Notes: Race condition
1869  *
1870  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1871  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1872  * to do so _always_.
1873  *
1874  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1875  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1876  * are no race with "charge".
1877  *
1878  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1879  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1880  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1881  * by flags.
1882  *
1883  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1884  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1885  * If there is, we take a lock.
1886  */
1887
1888 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1889                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1890 {
1891         struct mem_cgroup *memcg;
1892         struct page_cgroup *pc;
1893
1894         pc = lookup_page_cgroup(page);
1895 again:
1896         memcg = pc->mem_cgroup;
1897         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1898                 return;
1899         /*
1900          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1901          * need to take move_lock_page_cgroup(). Because we already hold
1902          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1903          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1904          */
1905         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
1906                 return;
1907
1908         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
1909         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
1910                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
1911                 goto again;
1912         }
1913         *locked = true;
1914 }
1915
1916 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
1917 {
1918         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1919
1920         /*
1921          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
1922          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
1923          * should take move_lock_page_cgroup().
1924          */
1925         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
1926 }
1927
1928 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1929                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1930 {
1931         struct mem_cgroup *memcg;
1932         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1933         unsigned long uninitialized_var(flags);
1934
1935         if (mem_cgroup_disabled())
1936                 return;
1937
1938         memcg = pc->mem_cgroup;
1939         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1940                 return;
1941
1942         switch (idx) {
1943         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1944                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1945                 break;
1946         default:
1947                 BUG();
1948         }
1949
1950         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
1951 }
1952
1953 /*
1954  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1955  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1956  */
1957 #define CHARGE_BATCH    32U
1958 struct memcg_stock_pcp {
1959         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1960         unsigned int nr_pages;
1961         struct work_struct work;
1962         unsigned long flags;
1963 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1964 };
1965 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1966 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1967
1968 /*
1969  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
1970  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
1971  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
1972  * refilled.
1973  */
1974 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
1975 {
1976         struct memcg_stock_pcp *stock;
1977         bool ret = true;
1978
1979         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1980         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
1981                 stock->nr_pages--;
1982         else /* need to call res_counter_charge */
1983                 ret = false;
1984         put_cpu_var(memcg_stock);
1985         return ret;
1986 }
1987
1988 /*
1989  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
1990  */
1991 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1992 {
1993         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1994
1995         if (stock->nr_pages) {
1996                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
1997
1998                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
1999                 if (do_swap_account)
2000                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2001                 stock->nr_pages = 0;
2002         }
2003         stock->cached = NULL;
2004 }
2005
2006 /*
2007  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2008  * a thread which is pinned to local cpu.
2009  */
2010 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2011 {
2012         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2013         drain_stock(stock);
2014         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2015 }
2016
2017 /*
2018  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2019  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2020  */
2021 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2022 {
2023         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2024
2025         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2026                 drain_stock(stock);
2027                 stock->cached = memcg;
2028         }
2029         stock->nr_pages += nr_pages;
2030         put_cpu_var(memcg_stock);
2031 }
2032
2033 /*
2034  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2035  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2036  * until the work is done.
2037  */
2038 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2039 {
2040         int cpu, curcpu;
2041
2042         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2043         get_online_cpus();
2044         curcpu = get_cpu();
2045         for_each_online_cpu(cpu) {
2046                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2047                 struct mem_cgroup *memcg;
2048
2049                 memcg = stock->cached;
2050                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2051                         continue;
2052                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2053                         continue;
2054                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2055                         if (cpu == curcpu)
2056                                 drain_local_stock(&stock->work);
2057                         else
2058                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2059                 }
2060         }
2061         put_cpu();
2062
2063         if (!sync)
2064                 goto out;
2065
2066         for_each_online_cpu(cpu) {
2067                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2068                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2069                         flush_work(&stock->work);
2070         }
2071 out:
2072         put_online_cpus();
2073 }
2074
2075 /*
2076  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2077  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2078  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2079  * it.
2080  */
2081 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2082 {
2083         /*
2084          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2085          */
2086         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2087                 return;
2088         drain_all_stock(root_memcg, false);
2089         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2090 }
2091
2092 /* This is a synchronous drain interface. */
2093 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2094 {
2095         /* called when force_empty is called */
2096         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2097         drain_all_stock(root_memcg, true);
2098         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2099 }
2100
2101 /*
2102  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2103  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2104  */
2105 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2106 {
2107         int i;
2108
2109         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2110         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2111                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2112
2113                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2114                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2115         }
2116         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2117                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2118
2119                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2120                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2121         }
2122         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2123 }
2124
2125 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2126                                         unsigned long action,
2127                                         void *hcpu)
2128 {
2129         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2130         struct memcg_stock_pcp *stock;
2131         struct mem_cgroup *iter;
2132
2133         if (action == CPU_ONLINE)
2134                 return NOTIFY_OK;
2135
2136         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2137                 return NOTIFY_OK;
2138
2139         for_each_mem_cgroup(iter)
2140                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2141
2142         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2143         drain_stock(stock);
2144         return NOTIFY_OK;
2145 }
2146
2147
2148 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2149 enum {
2150         CHARGE_OK,              /* success */
2151         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2152         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2153         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2154         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2155 };
2156
2157 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2158                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2159 {
2160         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2161         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2162         struct res_counter *fail_res;
2163         unsigned long flags = 0;
2164         int ret;
2165
2166         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2167
2168         if (likely(!ret)) {
2169                 if (!do_swap_account)
2170                         return CHARGE_OK;
2171                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2172                 if (likely(!ret))
2173                         return CHARGE_OK;
2174
2175                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2176                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2177                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2178         } else
2179                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2180         /*
2181          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2182          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2183          *
2184          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2185          * single page instead.
2186          */
2187         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2188                 return CHARGE_RETRY;
2189
2190         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2191                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2192
2193         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2194         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2195                 return CHARGE_RETRY;
2196         /*
2197          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2198          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2199          * before killing the task.
2200          *
2201          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2202          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2203          * to regular pages anyway in case of failure.
2204          */
2205         if (nr_pages == 1 && ret)
2206                 return CHARGE_RETRY;
2207
2208         /*
2209          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2210          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2211          */
2212         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2213                 return CHARGE_RETRY;
2214
2215         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2216         if (!oom_check)
2217                 return CHARGE_NOMEM;
2218         /* check OOM */
2219         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2220                 return CHARGE_OOM_DIE;
2221
2222         return CHARGE_RETRY;
2223 }
2224
2225 /*
2226  * __mem_cgroup_try_charge() does
2227  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2228  * 2. update res_counter
2229  * 3. call memory reclaim if necessary.
2230  *
2231  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2232  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2233  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2234  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2235  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2236  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2237  *
2238  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2239  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2240  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2241  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2242  *
2243  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2244  * the oom-killer can be invoked.
2245  */
2246 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2247                                    gfp_t gfp_mask,
2248                                    unsigned int nr_pages,
2249                                    struct mem_cgroup **ptr,
2250                                    bool oom)
2251 {
2252         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2253         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2254         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2255         int ret;
2256
2257         /*
2258          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2259          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2260          * MEMDIE process.
2261          */
2262         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2263                      || fatal_signal_pending(current)))
2264                 goto bypass;
2265
2266         /*
2267          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2268          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2269          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2270          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2271          */
2272         if (!*ptr && !mm)
2273                 *ptr = root_mem_cgroup;
2274 again:
2275         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2276                 memcg = *ptr;
2277                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2278                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2279                         goto done;
2280                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2281                         goto done;
2282                 css_get(&memcg->css);
2283         } else {
2284                 struct task_struct *p;
2285
2286                 rcu_read_lock();
2287                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2288                 /*
2289                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2290                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2291                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2292                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2293                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2294                  * small race, here.
2295                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2296                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2297                  */
2298                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2299                 if (!memcg)
2300                         memcg = root_mem_cgroup;
2301                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2302                         rcu_read_unlock();
2303                         goto done;
2304                 }
2305                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2306                         /*
2307                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2308                          * But considering how consume_stok works, it's not
2309                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2310                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2311                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2312                          * calling consume_stock().
2313                          */
2314                         rcu_read_unlock();
2315                         goto done;
2316                 }
2317                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2318                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2319                         rcu_read_unlock();
2320                         goto again;
2321                 }
2322                 rcu_read_unlock();
2323         }
2324
2325         do {
2326                 bool oom_check;
2327
2328                 /* If killed, bypass charge */
2329                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2330                         css_put(&memcg->css);
2331                         goto bypass;
2332                 }
2333
2334                 oom_check = false;
2335                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2336                         oom_check = true;
2337                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2338                 }
2339
2340                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2341                 switch (ret) {
2342                 case CHARGE_OK:
2343                         break;
2344                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2345                         batch = nr_pages;
2346                         css_put(&memcg->css);
2347                         memcg = NULL;
2348                         goto again;
2349                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2350                         css_put(&memcg->css);
2351                         goto nomem;
2352                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2353                         if (!oom) {
2354                                 css_put(&memcg->css);
2355                                 goto nomem;
2356                         }
2357                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2358                         nr_oom_retries--;
2359                         break;
2360                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2361                         css_put(&memcg->css);
2362                         goto bypass;
2363                 }
2364         } while (ret != CHARGE_OK);
2365
2366         if (batch > nr_pages)
2367                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2368         css_put(&memcg->css);
2369 done:
2370         *ptr = memcg;
2371         return 0;
2372 nomem:
2373         *ptr = NULL;
2374         return -ENOMEM;
2375 bypass:
2376         *ptr = root_mem_cgroup;
2377         return -EINTR;
2378 }
2379
2380 /*
2381  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2382  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2383  * gotten by try_charge().
2384  */
2385 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2386                                        unsigned int nr_pages)
2387 {
2388         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2389                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2390
2391                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2392                 if (do_swap_account)
2393                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2394         }
2395 }
2396
2397 /*
2398  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2399  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2400  */
2401 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2402                                         unsigned int nr_pages)
2403 {
2404         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2405
2406         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2407                 return;
2408
2409         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2410         if (do_swap_account)
2411                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2412                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2413 }
2414
2415 /*
2416  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2417  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2418  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2419  * memcg.)
2420  */
2421 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2422 {
2423         struct cgroup_subsys_state *css;
2424
2425         /* ID 0 is unused ID */
2426         if (!id)
2427                 return NULL;
2428         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2429         if (!css)
2430                 return NULL;
2431         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2432 }
2433
2434 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2435 {
2436         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2437         struct page_cgroup *pc;
2438         unsigned short id;
2439         swp_entry_t ent;
2440
2441         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2442
2443         pc = lookup_page_cgroup(page);
2444         lock_page_cgroup(pc);
2445         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2446                 memcg = pc->mem_cgroup;
2447                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2448                         memcg = NULL;
2449         } else if (PageSwapCache(page)) {
2450                 ent.val = page_private(page);
2451                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2452                 rcu_read_lock();
2453                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2454                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2455                         memcg = NULL;
2456                 rcu_read_unlock();
2457         }
2458         unlock_page_cgroup(pc);
2459         return memcg;
2460 }
2461
2462 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2463                                        struct page *page,
2464                                        unsigned int nr_pages,
2465                                        enum charge_type ctype,
2466                                        bool lrucare)
2467 {
2468         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2469         struct zone *uninitialized_var(zone);
2470         struct lruvec *lruvec;
2471         bool was_on_lru = false;
2472         bool anon;
2473
2474         lock_page_cgroup(pc);
2475         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2476                 unlock_page_cgroup(pc);
2477                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2478                 return;
2479         }
2480         /*
2481          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2482          * accessed by any other context at this point.
2483          */
2484
2485         /*
2486          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2487          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2488          */
2489         if (lrucare) {
2490                 zone = page_zone(page);
2491                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2492                 if (PageLRU(page)) {
2493                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2494                         ClearPageLRU(page);
2495                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2496                         was_on_lru = true;
2497                 }
2498         }
2499
2500         pc->mem_cgroup = memcg;
2501         /*
2502          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2503          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2504          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2505          * before USED bit, we need memory barrier here.
2506          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2507          */
2508         smp_wmb();
2509         SetPageCgroupUsed(pc);
2510
2511         if (lrucare) {
2512                 if (was_on_lru) {
2513                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2514                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2515                         SetPageLRU(page);
2516                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2517                 }
2518                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2519         }
2520
2521         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2522                 anon = true;
2523         else
2524                 anon = false;
2525
2526         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2527         unlock_page_cgroup(pc);
2528
2529         /*
2530          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2531          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2532          * if they exceeds softlimit.
2533          */
2534         memcg_check_events(memcg, page);
2535 }
2536
2537 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2538
2539 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
2540 /*
2541  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2542  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2543  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2544  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2545  */
2546 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2547 {
2548         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2549         struct page_cgroup *pc;
2550         int i;
2551
2552         if (mem_cgroup_disabled())
2553                 return;
2554         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2555                 pc = head_pc + i;
2556                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2557                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2558                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2559         }
2560 }
2561 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2562
2563 /**
2564  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2565  * @page: the page
2566  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2567  * @pc: page_cgroup of the page.
2568  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2569  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2570  *
2571  * The caller must confirm following.
2572  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2573  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2574  *
2575  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
2576  * from old cgroup.
2577  */
2578 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2579                                    unsigned int nr_pages,
2580                                    struct page_cgroup *pc,
2581                                    struct mem_cgroup *from,
2582                                    struct mem_cgroup *to)
2583 {
2584         unsigned long flags;
2585         int ret;
2586         bool anon = PageAnon(page);
2587
2588         VM_BUG_ON(from == to);
2589         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2590         /*
2591          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2592          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2593          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2594          * hold it.
2595          */
2596         ret = -EBUSY;
2597         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2598                 goto out;
2599
2600         lock_page_cgroup(pc);
2601
2602         ret = -EINVAL;
2603         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2604                 goto unlock;
2605
2606         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2607
2608         if (!anon && page_mapped(page)) {
2609                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2610                 preempt_disable();
2611                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2612                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2613                 preempt_enable();
2614         }
2615         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2616
2617         /* caller should have done css_get */
2618         pc->mem_cgroup = to;
2619         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2620         /*
2621          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2622          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2623          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2624          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2625          * status here.
2626          */
2627         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2628         ret = 0;
2629 unlock:
2630         unlock_page_cgroup(pc);
2631         /*
2632          * check events
2633          */
2634         memcg_check_events(to, page);
2635         memcg_check_events(from, page);
2636 out:
2637         return ret;
2638 }
2639
2640 /*
2641  * move charges to its parent.
2642  */
2643
2644 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2645                                   struct page_cgroup *pc,
2646                                   struct mem_cgroup *child)
2647 {
2648         struct mem_cgroup *parent;
2649         unsigned int nr_pages;
2650         unsigned long uninitialized_var(flags);
2651         int ret;
2652
2653         /* Is ROOT ? */
2654         if (mem_cgroup_is_root(child))
2655                 return -EINVAL;
2656
2657         ret = -EBUSY;
2658         if (!get_page_unless_zero(page))
2659                 goto out;
2660         if (isolate_lru_page(page))
2661                 goto put;
2662
2663         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2664
2665         parent = parent_mem_cgroup(child);
2666         /*
2667          * If no parent, move charges to root cgroup.
2668          */
2669         if (!parent)
2670                 parent = root_mem_cgroup;
2671
2672         if (nr_pages > 1)
2673                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2674
2675         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
2676                                 pc, child, parent);
2677         if (!ret)
2678                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
2679
2680         if (nr_pages > 1)
2681                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2682         putback_lru_page(page);
2683 put:
2684         put_page(page);
2685 out:
2686         return ret;
2687 }
2688
2689 /*
2690  * Charge the memory controller for page usage.
2691  * Return
2692  * 0 if the charge was successful
2693  * < 0 if the cgroup is over its limit
2694  */
2695 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2696                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2697 {
2698         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2699         unsigned int nr_pages = 1;
2700         bool oom = true;
2701         int ret;
2702
2703         if (PageTransHuge(page)) {
2704                 nr_pages <<= compound_order(page);
2705                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2706                 /*
2707                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2708                  * fault handler will fall back to regular pages.
2709                  */
2710                 oom = false;
2711         }
2712
2713         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2714         if (ret == -ENOMEM)
2715                 return ret;
2716         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2717         return 0;
2718 }
2719
2720 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2721                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2722 {
2723         if (mem_cgroup_disabled())
2724                 return 0;
2725         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2726         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2727         VM_BUG_ON(!mm);
2728         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2729                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2730 }
2731
2732 static void
2733 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2734                                         enum charge_type ctype);
2735
2736 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2737                                 gfp_t gfp_mask)
2738 {
2739         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2740         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2741         int ret;
2742
2743         if (mem_cgroup_disabled())
2744                 return 0;
2745         if (PageCompound(page))
2746                 return 0;
2747
2748         if (unlikely(!mm))
2749                 mm = &init_mm;
2750         if (!page_is_file_cache(page))
2751                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2752
2753         if (!PageSwapCache(page))
2754                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2755         else { /* page is swapcache/shmem */
2756                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2757                 if (!ret)
2758                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2759         }
2760         return ret;
2761 }
2762
2763 /*
2764  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2765  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2766  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2767  * "commit()" or removed by "cancel()"
2768  */
2769 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2770                                  struct page *page,
2771                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2772 {
2773         struct mem_cgroup *memcg;
2774         int ret;
2775
2776         *memcgp = NULL;
2777
2778         if (mem_cgroup_disabled())
2779                 return 0;
2780
2781         if (!do_swap_account)
2782                 goto charge_cur_mm;
2783         /*
2784          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2785          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2786          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2787          * KSM case which does need to charge the page.
2788          */
2789         if (!PageSwapCache(page))
2790                 goto charge_cur_mm;
2791         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2792         if (!memcg)
2793                 goto charge_cur_mm;
2794         *memcgp = memcg;
2795         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2796         css_put(&memcg->css);
2797         if (ret == -EINTR)
2798                 ret = 0;
2799         return ret;
2800 charge_cur_mm:
2801         if (unlikely(!mm))
2802                 mm = &init_mm;
2803         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2804         if (ret == -EINTR)
2805                 ret = 0;
2806         return ret;
2807 }
2808
2809 static void
2810 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2811                                         enum charge_type ctype)
2812 {
2813         if (mem_cgroup_disabled())
2814                 return;
2815         if (!memcg)
2816                 return;
2817         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2818
2819         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2820         /*
2821          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2822          * counted both as mem and swap....double count.
2823          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2824          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2825          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2826          */
2827         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2828                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2829                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2830         }
2831         /*
2832          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2833          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2834          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2835          */
2836         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2837 }
2838
2839 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2840                                      struct mem_cgroup *memcg)
2841 {
2842         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2843                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2844 }
2845
2846 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2847 {
2848         if (mem_cgroup_disabled())
2849                 return;
2850         if (!memcg)
2851                 return;
2852         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2853 }
2854
2855 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2856                                    unsigned int nr_pages,
2857                                    const enum charge_type ctype)
2858 {
2859         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2860         bool uncharge_memsw = true;
2861
2862         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2863         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2864                 uncharge_memsw = false;
2865
2866         batch = &current->memcg_batch;
2867         /*
2868          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2869          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2870          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2871          */
2872         if (!batch->memcg)
2873                 batch->memcg = memcg;
2874         /*
2875          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2876          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2877          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2878          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2879          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2880          */
2881
2882         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2883                 goto direct_uncharge;
2884
2885         if (nr_pages > 1)
2886                 goto direct_uncharge;
2887
2888         /*
2889          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2890          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2891          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2892          */
2893         if (batch->memcg != memcg)
2894                 goto direct_uncharge;
2895         /* remember freed charge and uncharge it later */
2896         batch->nr_pages++;
2897         if (uncharge_memsw)
2898                 batch->memsw_nr_pages++;
2899         return;
2900 direct_uncharge:
2901         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2902         if (uncharge_memsw)
2903                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2904         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2905                 memcg_oom_recover(memcg);
2906 }
2907
2908 /*
2909  * uncharge if !page_mapped(page)
2910  */
2911 static struct mem_cgroup *
2912 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2913 {
2914         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2915         unsigned int nr_pages = 1;
2916         struct page_cgroup *pc;
2917         bool anon;
2918
2919         if (mem_cgroup_disabled())
2920                 return NULL;
2921
2922         if (PageSwapCache(page))
2923                 return NULL;
2924
2925         if (PageTransHuge(page)) {
2926                 nr_pages <<= compound_order(page);
2927                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2928         }
2929         /*
2930          * Check if our page_cgroup is valid
2931          */
2932         pc = lookup_page_cgroup(page);
2933         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2934                 return NULL;
2935
2936         lock_page_cgroup(pc);
2937
2938         memcg = pc->mem_cgroup;
2939
2940         if (!PageCgroupUsed(pc))
2941                 goto unlock_out;
2942
2943         anon = PageAnon(page);
2944
2945         switch (ctype) {
2946         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
2947                 /*
2948                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
2949                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
2950                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
2951                  */
2952                 anon = true;
2953                 /* fallthrough */
2954         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
2955                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
2956                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
2957                         goto unlock_out;
2958                 break;
2959         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
2960                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
2961                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
2962                                 goto unlock_out;
2963                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
2964                                 goto unlock_out;
2965                 break;
2966         default:
2967                 break;
2968         }
2969
2970         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
2971
2972         ClearPageCgroupUsed(pc);
2973         /*
2974          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
2975          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
2976          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
2977          * special functions.
2978          */
2979
2980         unlock_page_cgroup(pc);
2981         /*
2982          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
2983          * will never be freed.
2984          */
2985         memcg_check_events(memcg, page);
2986         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
2987                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
2988                 mem_cgroup_get(memcg);
2989         }
2990         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
2991                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
2992
2993         return memcg;
2994
2995 unlock_out:
2996         unlock_page_cgroup(pc);
2997         return NULL;
2998 }
2999
3000 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3001 {
3002         /* early check. */
3003         if (page_mapped(page))
3004                 return;
3005         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3006         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3007 }
3008
3009 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3010 {
3011         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3012         VM_BUG_ON(page->mapping);
3013         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3014 }
3015
3016 /*
3017  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3018  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3019  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3020  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3021  * This may be called prural(2) times in a context,
3022  */
3023
3024 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3025 {
3026         current->memcg_batch.do_batch++;
3027         /* We can do nest. */
3028         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3029                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3030                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3031                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3032         }
3033 }
3034
3035 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3036 {
3037         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3038
3039         if (!batch->do_batch)
3040                 return;
3041
3042         batch->do_batch--;
3043         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3044                 return;
3045
3046         if (!batch->memcg)
3047                 return;
3048         /*
3049          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3050          * bacause we hide charges behind us.
3051          */
3052         if (batch->nr_pages)
3053                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3054                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3055         if (batch->memsw_nr_pages)
3056                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3057                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3058         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3059         /* forget this pointer (for sanity check) */
3060         batch->memcg = NULL;
3061 }
3062
3063 #ifdef CONFIG_SWAP
3064 /*
3065  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3066  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3067  */
3068 void
3069 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3070 {
3071         struct mem_cgroup *memcg;
3072         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3073
3074         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3075                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3076
3077         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3078
3079         /*
3080          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3081          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3082          */
3083         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3084                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3085 }
3086 #endif
3087
3088 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3089 /*
3090  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3091  * uncharge "memsw" account.
3092  */
3093 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3094 {
3095         struct mem_cgroup *memcg;
3096         unsigned short id;
3097
3098         if (!do_swap_account)
3099                 return;
3100
3101         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3102         rcu_read_lock();
3103         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3104         if (memcg) {
3105                 /*
3106                  * We uncharge this because swap is freed.
3107                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3108                  */
3109                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3110                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3111                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3112                 mem_cgroup_put(memcg);
3113         }
3114         rcu_read_unlock();
3115 }
3116
3117 /**
3118  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3119  * @entry: swap entry to be moved
3120  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3121  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3122  *
3123  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3124  * as the mem_cgroup's id of @from.
3125  *
3126  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3127  *
3128  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3129  * both res and memsw, and called css_get().
3130  */
3131 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3132                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3133 {
3134         unsigned short old_id, new_id;
3135
3136         old_id = css_id(&from->css);
3137         new_id = css_id(&to->css);
3138
3139         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3140                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3141                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3142                 /*
3143                  * This function is only called from task migration context now.
3144                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3145                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3146                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3147                  * because if the process that has been moved to @to does
3148                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3149                  */
3150                 mem_cgroup_get(to);
3151                 return 0;
3152         }
3153         return -EINVAL;
3154 }
3155 #else
3156 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3157                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3158 {
3159         return -EINVAL;
3160 }
3161 #endif
3162
3163 /*
3164  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3165  * page belongs to.
3166  */
3167 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3168         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3169 {
3170         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3171         struct page_cgroup *pc;
3172         enum charge_type ctype;
3173         int ret = 0;
3174
3175         *memcgp = NULL;
3176
3177         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3178         if (mem_cgroup_disabled())
3179                 return 0;
3180
3181         pc = lookup_page_cgroup(page);
3182         lock_page_cgroup(pc);
3183         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3184                 memcg = pc->mem_cgroup;
3185                 css_get(&memcg->css);
3186                 /*
3187                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3188                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3189                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3190                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3191                  * until end_migration() is called
3192                  *
3193                  * Corner Case Thinking
3194                  * A)
3195                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3196                  * while migration was ongoing.
3197                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3198                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3199                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3200                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3201                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3202                  *
3203                  * B)
3204                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3205                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3206                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3207                  * without charging it again.
3208                  *
3209                  * C)
3210                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3211                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3212                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3213                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3214                  */
3215                 if (PageAnon(page))
3216                         SetPageCgroupMigration(pc);
3217         }
3218         unlock_page_cgroup(pc);
3219         /*
3220          * If the page is not charged at this point,
3221          * we return here.
3222          */
3223         if (!memcg)
3224                 return 0;
3225
3226         *memcgp = memcg;
3227         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3228         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3229         if (ret) {
3230                 if (PageAnon(page)) {
3231                         lock_page_cgroup(pc);
3232                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3233                         unlock_page_cgroup(pc);
3234                         /*
3235                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3236                          */
3237                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3238                 }
3239                 /* we'll need to revisit this error code (we have -EINTR) */
3240                 return -ENOMEM;
3241         }
3242         /*
3243          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3244          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3245          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3246          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3247          */
3248         if (PageAnon(page))
3249                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
3250         else if (page_is_file_cache(page))
3251                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3252         else
3253                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3254         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, ctype, false);
3255         return ret;
3256 }
3257
3258 /* remove redundant charge if migration failed*/
3259 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3260         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3261 {
3262         struct page *used, *unused;
3263         struct page_cgroup *pc;
3264         bool anon;
3265
3266         if (!memcg)
3267                 return;
3268         /* blocks rmdir() */
3269         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3270         if (!migration_ok) {
3271                 used = oldpage;
3272                 unused = newpage;
3273         } else {
3274                 used = newpage;
3275                 unused = oldpage;
3276         }
3277         /*
3278          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3279          * of the page goes down to zero, temporarly.
3280          * Clear the flag and check the page should be charged.
3281          */
3282         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3283         lock_page_cgroup(pc);
3284         ClearPageCgroupMigration(pc);
3285         unlock_page_cgroup(pc);
3286         anon = PageAnon(used);
3287         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3288                 anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
3289                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3290
3291         /*
3292          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3293          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3294          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3295          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3296          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3297          * check. (see prepare_charge() also)
3298          */
3299         if (anon)
3300                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3301         /*
3302          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3303          * tasks.
3304          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3305          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3306          */
3307         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3308 }
3309
3310 /*
3311  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3312  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3313  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3314  */
3315 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3316                                   struct page *newpage)
3317 {
3318         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3319         struct page_cgroup *pc;
3320         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3321
3322         if (mem_cgroup_disabled())
3323                 return;
3324
3325         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3326         /* fix accounting on old pages */
3327         lock_page_cgroup(pc);
3328         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3329                 memcg = pc->mem_cgroup;
3330                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3331                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3332         }
3333         unlock_page_cgroup(pc);
3334
3335         /*
3336          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3337          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3338          */
3339         if (!memcg)
3340                 return;
3341
3342         if (PageSwapBacked(oldpage))
3343                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3344
3345         /*
3346          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3347          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3348          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3349          */
3350         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3351 }
3352
3353 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3354 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3355 {
3356         struct page_cgroup *pc;
3357
3358         pc = lookup_page_cgroup(page);
3359         /*
3360          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3361          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3362          * or when mem_cgroup_disabled().
3363          */
3364         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3365                 return pc;
3366         return NULL;
3367 }
3368
3369 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3370 {
3371         if (mem_cgroup_disabled())
3372                 return false;
3373
3374         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3375 }
3376
3377 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3378 {
3379         struct page_cgroup *pc;
3380
3381         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3382         if (pc) {
3383                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3384                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3385         }
3386 }
3387 #endif
3388
3389 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3390
3391 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3392                                 unsigned long long val)
3393 {
3394         int retry_count;
3395         u64 memswlimit, memlimit;
3396         int ret = 0;
3397         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3398         u64 curusage, oldusage;
3399         int enlarge;
3400
3401         /*
3402          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3403          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3404          * of # of children which we should visit in this loop.
3405          */
3406         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3407
3408         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3409
3410         enlarge = 0;
3411         while (retry_count) {
3412                 if (signal_pending(current)) {
3413                         ret = -EINTR;
3414                         break;
3415                 }
3416                 /*
3417                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3418                  * open coded manner. You see what this really does.
3419                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3420                  */
3421                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3422                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3423                 if (memswlimit < val) {
3424                         ret = -EINVAL;
3425                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3426                         break;
3427                 }
3428
3429                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3430                 if (memlimit < val)
3431                         enlarge = 1;
3432
3433                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3434                 if (!ret) {
3435                         if (memswlimit == val)
3436                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3437                         else
3438                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3439                 }
3440                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3441
3442                 if (!ret)
3443                         break;
3444
3445                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3446                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3447                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3448                 /* Usage is reduced ? */
3449                 if (curusage >= oldusage)
3450                         retry_count--;
3451                 else
3452                         oldusage = curusage;
3453         }
3454         if (!ret && enlarge)
3455                 memcg_oom_recover(memcg);
3456
3457         return ret;
3458 }
3459
3460 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3461                                         unsigned long long val)
3462 {
3463         int retry_count;
3464         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3465         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3466         int ret = -EBUSY;
3467         int enlarge = 0;
3468
3469         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3470         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3471         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3472         while (retry_count) {
3473                 if (signal_pending(current)) {
3474                         ret = -EINTR;
3475                         break;
3476                 }
3477                 /*
3478                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3479                  * open coded manner. You see what this really does.
3480                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3481                  */
3482                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3483                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3484                 if (memlimit > val) {
3485                         ret = -EINVAL;
3486                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3487                         break;
3488                 }
3489                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3490                 if (memswlimit < val)
3491                         enlarge = 1;
3492                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3493                 if (!ret) {
3494                         if (memlimit == val)
3495                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3496                         else
3497                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3498                 }
3499                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3500
3501                 if (!ret)
3502                         break;
3503
3504                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3505                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3506                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3507                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3508                 /* Usage is reduced ? */
3509                 if (curusage >= oldusage)
3510                         retry_count--;
3511                 else
3512                         oldusage = curusage;
3513         }
3514         if (!ret && enlarge)
3515                 memcg_oom_recover(memcg);
3516         return ret;
3517 }
3518
3519 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3520                                             gfp_t gfp_mask,
3521                                             unsigned long *total_scanned)
3522 {
3523         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3524         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3525         unsigned long reclaimed;
3526         int loop = 0;
3527         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3528         unsigned long long excess;
3529         unsigned long nr_scanned;
3530
3531         if (order > 0)
3532                 return 0;
3533
3534         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3535         /*
3536          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3537          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3538          * pressure
3539          */
3540         do {
3541                 if (next_mz)
3542                         mz = next_mz;
3543                 else
3544                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3545                 if (!mz)
3546                         break;
3547
3548                 nr_scanned = 0;
3549                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3550                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3551                 nr_reclaimed += reclaimed;
3552                 *total_scanned += nr_scanned;
3553                 spin_lock(&mctz->lock);
3554
3555                 /*
3556                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3557                  * it is time to move on to the next cgroup
3558                  */
3559                 next_mz = NULL;
3560                 if (!reclaimed) {
3561                         do {
3562                                 /*
3563                                  * Loop until we find yet another one.
3564                                  *
3565                                  * By the time we get the soft_limit lock
3566                                  * again, someone might have aded the
3567                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3568                                  * make sure we get a different mem.
3569                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3570                                  * NULL if no other cgroup is present on
3571                                  * the tree
3572                                  */
3573                                 next_mz =
3574                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3575                                 if (next_mz == mz)
3576                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3577                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3578                                         break;
3579                         } while (1);
3580                 }
3581                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3582                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3583                 /*
3584                  * One school of thought says that we should not add
3585                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3586                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3587                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3588                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3589                  * term TODO.
3590                  */
3591                 /* If excess == 0, no tree ops */
3592                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3593                 spin_unlock(&mctz->lock);
3594                 css_put(&mz->memcg->css);
3595                 loop++;
3596                 /*
3597                  * Could not reclaim anything and there are no more
3598                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3599                  * reclaiming anything.
3600                  */
3601                 if (!nr_reclaimed &&
3602                         (next_mz == NULL ||
3603                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3604                         break;
3605         } while (!nr_reclaimed);
3606         if (next_mz)
3607                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3608         return nr_reclaimed;
3609 }
3610
3611 /*
3612  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
3613  * reclaim the pages page themselves - it just removes the page_cgroups.
3614  * Returns true if some page_cgroups were not freed, indicating that the caller
3615  * must retry this operation.
3616  */
3617 static bool mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3618                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3619 {
3620         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3621         unsigned long flags, loop;
3622         struct list_head *list;
3623         struct page *busy;
3624         struct zone *zone;
3625
3626         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3627         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3628         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3629
3630         loop = mz->lru_size[lru];
3631         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3632         loop += 256;
3633         busy = NULL;
3634         while (loop--) {
3635                 struct page_cgroup *pc;
3636                 struct page *page;
3637
3638                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3639                 if (list_empty(list)) {
3640                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3641                         break;
3642                 }
3643                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3644                 if (busy == page) {
3645                         list_move(&page->lru, list);
3646                         busy = NULL;
3647                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3648                         continue;
3649                 }
3650                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3651
3652                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3653
3654                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
3655                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3656                         busy = page;
3657                         cond_resched();
3658                 } else
3659                         busy = NULL;
3660         }
3661         return !list_empty(list);
3662 }
3663
3664 /*
3665  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3666  * This enables deleting this mem_cgroup.
3667  */
3668 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3669 {
3670         int ret;
3671         int node, zid, shrink;
3672         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3673         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3674
3675         css_get(&memcg->css);
3676
3677         shrink = 0;
3678         /* should free all ? */
3679         if (free_all)
3680                 goto try_to_free;
3681 move_account:
3682         do {
3683                 ret = -EBUSY;
3684                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3685                         goto out;
3686                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3687                 lru_add_drain_all();
3688                 drain_all_stock_sync(memcg);
3689                 ret = 0;
3690                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3691                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3692                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3693                                 enum lru_list lru;
3694                                 for_each_lru(lru) {
3695                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3696                                                         node, zid, lru);
3697                                         if (ret)
3698                                                 break;
3699                                 }
3700                         }
3701                         if (ret)
3702                                 break;
3703                 }
3704                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3705                 memcg_oom_recover(memcg);
3706                 cond_resched();
3707         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3708         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0 || ret);
3709 out:
3710         css_put(&memcg->css);
3711         return ret;
3712
3713 try_to_free:
3714         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3715         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3716                 ret = -EBUSY;
3717                 goto out;
3718         }
3719         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3720         lru_add_drain_all();
3721         /* try to free all pages in this cgroup */
3722         shrink = 1;
3723         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3724                 int progress;
3725
3726                 if (signal_pending(current)) {
3727                         ret = -EINTR;
3728                         goto out;
3729                 }
3730                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3731                                                 false);
3732                 if (!progress) {
3733                         nr_retries--;
3734                         /* maybe some writeback is necessary */
3735                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3736                 }
3737
3738         }
3739         lru_add_drain();
3740         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3741         goto move_account;
3742 }
3743
3744 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3745 {
3746         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3747 }
3748
3749
3750 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3751 {
3752         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3753 }
3754
3755 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3756                                         u64 val)
3757 {
3758         int retval = 0;
3759         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3760         struct cgroup *parent = cont->parent;
3761         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3762
3763         if (parent)
3764                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3765
3766         cgroup_lock();
3767         /*
3768          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3769          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3770          * occur, provided the current cgroup has no children.
3771          *
3772          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3773          * set if there are no children.
3774          */
3775         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3776                                 (val == 1 || val == 0)) {
3777                 if (list_empty(&cont->children))
3778                         memcg->use_hierarchy = val;
3779                 else
3780                         retval = -EBUSY;
3781         } else
3782                 retval = -EINVAL;
3783         cgroup_unlock();
3784
3785         return retval;
3786 }
3787
3788
3789 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3790                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3791 {
3792         struct mem_cgroup *iter;
3793         long val = 0;
3794
3795         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3796         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3797                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3798
3799         if (val < 0) /* race ? */
3800                 val = 0;
3801         return val;
3802 }
3803
3804 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3805 {
3806         u64 val;
3807
3808         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3809                 if (!swap)
3810                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3811                 else
3812                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3813         }
3814
3815         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3816         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3817
3818         if (swap)
3819                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3820
3821         return val << PAGE_SHIFT;
3822 }
3823
3824 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3825                                struct file *file, char __user *buf,
3826                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
3827 {
3828         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3829         char str[64];
3830         u64 val;
3831         int type, name, len;
3832
3833         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3834         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3835
3836         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3837                 return -EOPNOTSUPP;
3838
3839         switch (type) {
3840         case _MEM:
3841                 if (name == RES_USAGE)
3842                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3843                 else
3844                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3845                 break;
3846         case _MEMSWAP:
3847                 if (name == RES_USAGE)
3848                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3849                 else
3850                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3851                 break;
3852         default:
3853                 BUG();
3854         }
3855
3856         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
3857         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
3858 }
3859 /*
3860  * The user of this function is...
3861  * RES_LIMIT.
3862  */
3863 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3864                             const char *buffer)
3865 {
3866         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3867         int type, name;
3868         unsigned long long val;
3869         int ret;
3870
3871         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3872         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3873
3874         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3875                 return -EOPNOTSUPP;
3876
3877         switch (name) {
3878         case RES_LIMIT:
3879                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3880                         ret = -EINVAL;
3881                         break;
3882                 }
3883                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3884                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3885                 if (ret)
3886                         break;
3887                 if (type == _MEM)
3888                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3889                 else
3890                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3891                 break;
3892         case RES_SOFT_LIMIT:
3893                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3894                 if (ret)
3895                         break;
3896                 /*
3897                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3898                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3899                  * control without swap
3900                  */
3901                 if (type == _MEM)
3902                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3903                 else
3904                         ret = -EINVAL;
3905                 break;
3906         default:
3907                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3908                 break;
3909         }
3910         return ret;
3911 }
3912
3913 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3914                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3915 {
3916         struct cgroup *cgroup;
3917         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3918
3919         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3920         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3921         cgroup = memcg->css.cgroup;
3922         if (!memcg->use_hierarchy)
3923                 goto out;
3924
3925         while (cgroup->parent) {
3926                 cgroup = cgroup->parent;
3927                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3928                 if (!memcg->use_hierarchy)
3929                         break;
3930                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3931                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3932                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3933                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3934         }
3935 out:
3936         *mem_limit = min_limit;
3937         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3938 }
3939
3940 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3941 {
3942         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3943         int type, name;
3944
3945         type = MEMFILE_TYPE(event);
3946         name = MEMFILE_ATTR(event);
3947
3948         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3949                 return -EOPNOTSUPP;
3950
3951         switch (name) {
3952         case RES_MAX_USAGE:
3953                 if (type == _MEM)
3954                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
3955                 else
3956                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
3957                 break;
3958         case RES_FAILCNT:
3959                 if (type == _MEM)
3960                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
3961                 else
3962                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
3963                 break;
3964         }
3965
3966         return 0;
3967 }
3968
3969 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
3970                                         struct cftype *cft)
3971 {
3972         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
3973 }
3974
3975 #ifdef CONFIG_MMU
3976 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
3977                                         struct cftype *cft, u64 val)
3978 {
3979         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
3980
3981         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
3982                 return -EINVAL;
3983         /*
3984          * We check this value several times in both in can_attach() and
3985          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
3986          * inconsistent.
3987          */
3988         cgroup_lock();
3989         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3990         cgroup_unlock();
3991
3992         return 0;
3993 }
3994 #else
3995 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
3996                                         struct cftype *cft, u64 val)
3997 {
3998         return -ENOSYS;
3999 }
4000 #endif
4001
4002 #ifdef CONFIG_NUMA
4003 static int mem_control_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4004                                       struct seq_file *m)
4005 {
4006         int nid;
4007         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4008         unsigned long node_nr;
4009         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4010
4011         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4012         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4013         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4014                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4015                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4016         }
4017         seq_putc(m, '\n');
4018
4019         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4020         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4021         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4022                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4023                                 LRU_ALL_FILE);
4024                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4025         }
4026         seq_putc(m, '\n');
4027
4028         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4029         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4030         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4031                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4032                                 LRU_ALL_ANON);
4033                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4034         }
4035         seq_putc(m, '\n');
4036
4037         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4038         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4039         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4040                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4041                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4042                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4043         }
4044         seq_putc(m, '\n');
4045         return 0;
4046 }
4047 #endif /* CONFIG_NUMA */
4048
4049 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
4050         "inactive_anon",
4051         "active_anon",
4052         "inactive_file",
4053         "active_file",
4054         "unevictable",
4055 };
4056
4057 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
4058 {
4059         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
4060 }
4061
4062 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4063                                  struct seq_file *m)
4064 {
4065         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4066         struct mem_cgroup *mi;
4067         unsigned int i;
4068
4069         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4070                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4071                         continue;
4072                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
4073                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
4074         }
4075
4076         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
4077                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
4078                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
4079
4080         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4081                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4082                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
4083
4084         /* Hierarchical information */
4085         {
4086                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4087                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4088                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
4089                 if (do_swap_account)
4090                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4091                                    memsw_limit);
4092         }
4093
4094         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4095                 long long val = 0;
4096
4097                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4098                         continue;
4099                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4100                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
4101                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
4102         }
4103
4104         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
4105                 unsigned long long val = 0;
4106
4107                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4108                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
4109                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4110                            mem_cgroup_events_names[i], val);
4111         }
4112
4113         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
4114                 unsigned long long val = 0;
4115
4116                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4117                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4118                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4119         }
4120
4121 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4122         {
4123                 int nid, zid;
4124                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4125                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4126                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4127                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4128
4129                 for_each_online_node(nid)
4130                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4131                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4132                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4133
4134                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4135                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4136                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4137                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4138                         }
4139                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4140                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4141                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4142                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4143         }
4144 #endif
4145
4146         return 0;
4147 }
4148
4149 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4150 {
4151         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4152
4153         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4154 }
4155
4156 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4157                                        u64 val)
4158 {
4159         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4160         struct mem_cgroup *parent;
4161
4162         if (val > 100)
4163                 return -EINVAL;
4164
4165         if (cgrp->parent == NULL)
4166                 return -EINVAL;
4167
4168         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4169
4170         cgroup_lock();
4171
4172         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4173         if ((parent->use_hierarchy) ||
4174             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4175                 cgroup_unlock();
4176                 return -EINVAL;
4177         }
4178
4179         memcg->swappiness = val;
4180
4181         cgroup_unlock();
4182
4183         return 0;
4184 }
4185
4186 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4187 {
4188         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4189         u64 usage;
4190         int i;
4191
4192         rcu_read_lock();
4193         if (!swap)
4194                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4195         else
4196                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4197
4198         if (!t)
4199                 goto unlock;
4200
4201         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4202
4203         /*
4204          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4205          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4206          * call of __mem_cgroup_threshold().
4207          */
4208         i = t->current_threshold;
4209
4210         /*
4211          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4212          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4213          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4214          * only one element of the array here.
4215          */
4216         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4217                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4218
4219         /* i = current_threshold + 1 */
4220         i++;
4221
4222         /*
4223          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4224          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4225          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4226          * only one element of the array here.
4227          */
4228         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4229                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4230
4231         /* Update current_threshold */
4232         t->current_threshold = i - 1;
4233 unlock:
4234         rcu_read_unlock();
4235 }
4236
4237 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4238 {
4239         while (memcg) {
4240                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4241                 if (do_swap_account)
4242                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4243
4244                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4245         }
4246 }
4247
4248 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4249 {
4250         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4251         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4252
4253         return _a->threshold - _b->threshold;
4254 }
4255
4256 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4257 {
4258         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4259
4260         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4261                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4262         return 0;
4263 }
4264
4265 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4266 {
4267         struct mem_cgroup *iter;
4268
4269         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4270                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4271 }
4272
4273 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4274         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4275 {
4276         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4277         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4278         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4279         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4280         u64 threshold, usage;
4281         int i, size, ret;
4282
4283         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4284         if (ret)
4285                 return ret;
4286
4287         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4288
4289         if (type == _MEM)
4290                 thresholds = &memcg->thresholds;
4291         else if (type == _MEMSWAP)
4292                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4293         else
4294                 BUG();
4295
4296         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4297
4298         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4299         if (thresholds->primary)
4300                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4301
4302         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4303
4304         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4305         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4306                         GFP_KERNEL);
4307         if (!new) {
4308                 ret = -ENOMEM;
4309                 goto unlock;
4310         }
4311         new->size = size;
4312
4313         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4314         if (thresholds->primary) {
4315                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4316                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4317         }
4318
4319         /* Add new threshold */
4320         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4321         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4322
4323         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4324         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4325                         compare_thresholds, NULL);
4326
4327         /* Find current threshold */
4328         new->current_threshold = -1;
4329         for (i = 0; i < size; i++) {
4330                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4331                         /*
4332                          * new->current_threshold will not be used until
4333                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4334                          * it here.
4335                          */
4336                         ++new->current_threshold;
4337                 } else
4338                         break;
4339         }
4340
4341         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4342         kfree(thresholds->spare);
4343         thresholds->spare = thresholds->primary;
4344
4345         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4346
4347         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4348         synchronize_rcu();
4349
4350 unlock:
4351         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4352
4353         return ret;
4354 }
4355
4356 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4357         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4358 {
4359         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4360         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4361         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4362         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4363         u64 usage;
4364         int i, j, size;
4365
4366         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4367         if (type == _MEM)
4368                 thresholds = &memcg->thresholds;
4369         else if (type == _MEMSWAP)
4370                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4371         else
4372                 BUG();
4373
4374         if (!thresholds->primary)
4375                 goto unlock;
4376
4377         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4378
4379         /* Check if a threshold crossed before removing */
4380         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4381
4382         /* Calculate new number of threshold */
4383         size = 0;
4384         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4385                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4386                         size++;
4387         }
4388
4389         new = thresholds->spare;
4390
4391         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4392         if (!size) {
4393                 kfree(new);
4394                 new = NULL;
4395                 goto swap_buffers;
4396         }
4397
4398         new->size = size;
4399
4400         /* Copy thresholds and find current threshold */
4401         new->current_threshold = -1;
4402         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4403                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4404                         continue;
4405
4406                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4407                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4408                         /*
4409                          * new->current_threshold will not be used
4410                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4411                          * it here.
4412                          */
4413                         ++new->current_threshold;
4414                 }
4415                 j++;
4416         }
4417
4418 swap_buffers:
4419         /* Swap primary and spare array */
4420         thresholds->spare = thresholds->primary;
4421         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4422         if (!new) {
4423                 kfree(thresholds->spare);
4424                 thresholds->spare = NULL;
4425         }
4426
4427         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4428
4429         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4430         synchronize_rcu();
4431 unlock:
4432         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4433 }
4434
4435 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4436         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4437 {
4438         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4439         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4440         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4441
4442         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4443         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4444         if (!event)
4445                 return -ENOMEM;
4446
4447         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4448
4449         event->eventfd = eventfd;
4450         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4451
4452         /* already in OOM ? */
4453         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4454                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4455         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4456
4457         return 0;
4458 }
4459
4460 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4461         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4462 {
4463         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4464         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4465         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4466
4467         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4468
4469         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4470
4471         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4472                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4473                         list_del(&ev->list);
4474                         kfree(ev);
4475                 }
4476         }
4477
4478         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4479 }
4480
4481 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4482         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4483 {
4484         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4485
4486         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4487
4488         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4489                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4490         else
4491                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4492         return 0;
4493 }
4494
4495 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4496         struct cftype *cft, u64 val)
4497 {
4498         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4499         struct mem_cgroup *parent;
4500
4501         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4502         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4503                 return -EINVAL;
4504
4505         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4506
4507         cgroup_lock();
4508         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4509         if ((parent->use_hierarchy) ||
4510             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4511                 cgroup_unlock();
4512                 return -EINVAL;
4513         }
4514         memcg->oom_kill_disable = val;
4515         if (!val)
4516                 memcg_oom_recover(memcg);
4517         cgroup_unlock();
4518         return 0;
4519 }
4520
4521 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4522 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4523 {
4524         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4525 };
4526
4527 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4528 {
4529         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4530 }
4531 #else
4532 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4533 {
4534         return 0;
4535 }
4536
4537 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4538 {
4539 }
4540 #endif
4541
4542 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4543         {
4544                 .name = "usage_in_bytes",
4545                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4546                 .read = mem_cgroup_read,
4547                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4548                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4549         },
4550         {
4551                 .name = "max_usage_in_bytes",
4552                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4553                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4554                 .read = mem_cgroup_read,
4555         },
4556         {
4557                 .name = "limit_in_bytes",
4558                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4559                 .write_string = mem_cgroup_write,
4560                 .read = mem_cgroup_read,
4561         },
4562         {
4563                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4564                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4565                 .write_string = mem_cgroup_write,
4566                 .read = mem_cgroup_read,
4567         },
4568         {
4569                 .name = "failcnt",
4570                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4571                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4572                 .read = mem_cgroup_read,
4573         },
4574         {
4575                 .name = "stat",
4576                 .read_seq_string = mem_control_stat_show,
4577         },
4578         {
4579                 .name = "force_empty",
4580                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4581         },
4582         {
4583                 .name = "use_hierarchy",
4584                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4585                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4586         },
4587         {
4588                 .name = "swappiness",
4589                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4590                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4591         },
4592         {
4593                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4594                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4595                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4596         },
4597         {
4598                 .name = "oom_control",
4599                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4600                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4601                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4602                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4603                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4604         },
4605 #ifdef CONFIG_NUMA
4606         {
4607                 .name = "numa_stat",
4608                 .read_seq_string = mem_control_numa_stat_show,
4609         },
4610 #endif
4611 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4612         {
4613                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4614                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4615                 .read = mem_cgroup_read,
4616                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4617                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4618         },
4619         {
4620                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4621                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4622                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4623                 .read = mem_cgroup_read,
4624         },
4625         {
4626                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4627                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4628                 .write_string = mem_cgroup_write,
4629                 .read = mem_cgroup_read,
4630         },
4631         {
4632                 .name = "memsw.failcnt",
4633                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4634                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4635                 .read = mem_cgroup_read,
4636         },
4637 #endif
4638         { },    /* terminate */
4639 };
4640
4641 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4642 {
4643         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4644         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4645         int zone, tmp = node;
4646         /*
4647          * This routine is called against possible nodes.
4648          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4649          *
4650          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4651          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4652          *       function.
4653          */
4654         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4655                 tmp = -1;
4656         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4657         if (!pn)
4658                 return 1;
4659
4660         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4661                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4662                 lruvec_init(&mz->lruvec, &NODE_DATA(node)->node_zones[zone]);
4663                 mz->usage_in_excess = 0;
4664                 mz->on_tree = false;
4665                 mz->memcg = memcg;
4666         }
4667         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4668         return 0;
4669 }
4670
4671 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4672 {
4673         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4674 }
4675
4676 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4677 {
4678         struct mem_cgroup *memcg;
4679         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4680
4681         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4682         if (size < PAGE_SIZE)
4683                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4684         else
4685                 memcg = vzalloc(size);
4686
4687         if (!memcg)
4688                 return NULL;
4689
4690         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4691         if (!memcg->stat)
4692                 goto out_free;
4693         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4694         return memcg;
4695
4696 out_free:
4697         if (size < PAGE_SIZE)
4698                 kfree(memcg);
4699         else
4700                 vfree(memcg);
4701         return NULL;
4702 }
4703
4704 /*
4705  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4706  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4707  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4708  */
4709 static void free_work(struct work_struct *work)
4710 {
4711         struct mem_cgroup *memcg;
4712         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4713
4714         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4715         /*
4716          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
4717          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
4718          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
4719          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
4720          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
4721          *
4722          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
4723          * to move this code around, and make sure it is outside
4724          * the cgroup_lock.
4725          */
4726         disarm_sock_keys(memcg);
4727         if (size < PAGE_SIZE)
4728                 kfree(memcg);
4729         else
4730                 vfree(memcg);
4731 }
4732
4733 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4734 {
4735         struct mem_cgroup *memcg;
4736
4737         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4738         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
4739         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4740 }
4741
4742 /*
4743  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4744  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4745  *
4746  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4747  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4748  * it goes down to 0.
4749  *
4750  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4751  */
4752
4753 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4754 {
4755         int node;
4756
4757         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4758         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4759
4760         for_each_node(node)
4761                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4762
4763         free_percpu(memcg->stat);
4764         call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
4765 }
4766
4767 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4768 {
4769         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4770 }
4771
4772 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4773 {
4774         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4775                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4776                 __mem_cgroup_free(memcg);
4777                 if (parent)
4778                         mem_cgroup_put(parent);
4779         }
4780 }
4781
4782 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4783 {
4784         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4785 }
4786
4787 /*
4788  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4789  */
4790 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4791 {
4792         if (!memcg->res.parent)
4793                 return NULL;
4794         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4795 }
4796 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4797
4798 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4799 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4800 {
4801         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4802                 do_swap_account = 1;
4803 }
4804 #else
4805 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4806 {
4807 }
4808 #endif
4809
4810 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4811 {
4812         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4813         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4814         int tmp, node, zone;
4815
4816         for_each_node(node) {
4817                 tmp = node;
4818                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4819                         tmp = -1;
4820                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4821                 if (!rtpn)
4822                         goto err_cleanup;
4823
4824                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4825
4826                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4827                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4828                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4829                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4830                 }
4831         }
4832         return 0;
4833
4834 err_cleanup:
4835         for_each_node(node) {
4836                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4837                         break;
4838                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4839                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4840         }
4841         return 1;
4842
4843 }
4844
4845 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4846 mem_cgroup_create(struct cgroup *cont)
4847 {
4848         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4849         long error = -ENOMEM;
4850         int node;
4851
4852         memcg = mem_cgroup_alloc();
4853         if (!memcg)
4854                 return ERR_PTR(error);
4855
4856         for_each_node(node)
4857                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4858                         goto free_out;
4859
4860         /* root ? */
4861         if (cont->parent == NULL) {
4862                 int cpu;
4863                 enable_swap_cgroup();
4864                 parent = NULL;
4865                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4866                         goto free_out;
4867                 root_mem_cgroup = memcg;
4868                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4869                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4870                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4871                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4872                 }
4873                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4874         } else {
4875                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4876                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4877                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4878         }
4879
4880         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4881                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4882                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4883                 /*
4884                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4885                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4886                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4887                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
4888                  */
4889                 mem_cgroup_get(parent);
4890         } else {
4891                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
4892                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4893         }
4894         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4895         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4896
4897         if (parent)
4898                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4899         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
4900         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4901         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4902         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4903
4904         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
4905         if (error) {
4906                 /*
4907                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
4908                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
4909                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
4910                  */
4911                 mem_cgroup_put(memcg);
4912                 return ERR_PTR(error);
4913         }
4914         return &memcg->css;
4915 free_out:
4916         __mem_cgroup_free(memcg);
4917         return ERR_PTR(error);
4918 }
4919
4920 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup *cont)
4921 {
4922         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4923
4924         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
4925 }
4926
4927 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
4928 {
4929         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4930
4931         kmem_cgroup_destroy(memcg);
4932
4933         mem_cgroup_put(memcg);
4934 }
4935
4936 #ifdef CONFIG_MMU
4937 /* Handlers for move charge at task migration. */
4938 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
4939 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4940 {
4941         int ret = 0;
4942         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
4943         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
4944
4945         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4946                 mc.precharge += count;
4947                 /* we don't need css_get for root */
4948                 return ret;
4949         }
4950         /* try to charge at once */
4951         if (count > 1) {
4952                 struct res_counter *dummy;
4953                 /*
4954                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
4955                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
4956                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
4957                  * css_get().
4958                  */
4959                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
4960                         goto one_by_one;
4961                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
4962                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
4963                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
4964                         goto one_by_one;
4965                 }
4966                 mc.precharge += count;
4967                 return ret;
4968         }
4969 one_by_one:
4970         /* fall back to one by one charge */
4971         while (count--) {
4972                 if (signal_pending(current)) {
4973                         ret = -EINTR;
4974                         break;
4975                 }
4976                 if (!batch_count--) {
4977                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
4978                         cond_resched();
4979                 }
4980                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
4981                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
4982                 if (ret)
4983                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
4984                         return ret;
4985                 mc.precharge++;
4986         }
4987         return ret;
4988 }
4989
4990 /**
4991  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4992  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4993  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4994  * @ptent: the pte to be checked
4995  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4996  *
4997  * Returns
4998  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4999  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5000  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5001  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5002  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5003  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5004  *     in target->ent.
5005  *
5006  * Called with pte lock held.
5007  */
5008 union mc_target {
5009         struct page     *page;
5010         swp_entry_t     ent;
5011 };
5012
5013 enum mc_target_type {
5014         MC_TARGET_NONE = 0,
5015         MC_TARGET_PAGE,
5016         MC_TARGET_SWAP,
5017 };
5018
5019 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5020                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5021 {
5022         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5023
5024         if (!page || !page_mapped(page))
5025                 return NULL;
5026         if (PageAnon(page)) {
5027                 /* we don't move shared anon */
5028                 if (!move_anon())
5029                         return NULL;
5030         } else if (!move_file())
5031                 /* we ignore mapcount for file pages */
5032                 return NULL;
5033         if (!get_page_unless_zero(page))
5034                 return NULL;
5035
5036         return page;
5037 }
5038
5039 #ifdef CONFIG_SWAP
5040 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5041                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5042 {
5043         struct page *page = NULL;
5044         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5045
5046         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5047                 return NULL;
5048         /*
5049          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5050          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5051          */
5052         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
5053         if (do_swap_account)
5054                 entry->val = ent.val;
5055
5056         return page;
5057 }
5058 #else
5059 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5060                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5061 {
5062         return NULL;
5063 }
5064 #endif
5065
5066 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5067                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5068 {
5069         struct page *page = NULL;
5070         struct address_space *mapping;
5071         pgoff_t pgoff;
5072
5073         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5074                 return NULL;
5075         if (!move_file())
5076                 return NULL;
5077
5078         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5079         if (pte_none(ptent))
5080                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5081         else /* pte_file(ptent) is true */
5082                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5083
5084         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5085         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5086
5087 #ifdef CONFIG_SWAP
5088         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5089         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5090                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5091                 if (do_swap_account)
5092                         *entry = swap;
5093                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5094         }
5095 #endif
5096         return page;
5097 }
5098
5099 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5100                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5101 {
5102         struct page *page = NULL;
5103         struct page_cgroup *pc;
5104         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5105         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5106
5107         if (pte_present(ptent))
5108                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5109         else if (is_swap_pte(ptent))
5110                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5111         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5112                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5113
5114         if (!page && !ent.val)
5115                 return ret;
5116         if (page) {
5117                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5118                 /*
5119                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5120                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5121                  * the lock.
5122                  */
5123                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5124                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5125                         if (target)
5126                                 target->page = page;
5127                 }
5128                 if (!ret || !target)
5129                         put_page(page);
5130         }
5131         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5132         if (ent.val && !ret &&
5133                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5134                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5135                 if (target)
5136                         target->ent = ent;
5137         }
5138         return ret;
5139 }
5140
5141 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5142 /*
5143  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5144  * support them for now.
5145  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5146  */
5147 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5148                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5149 {
5150         struct page *page = NULL;
5151         struct page_cgroup *pc;
5152         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5153
5154         page = pmd_page(pmd);
5155         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5156         if (!move_anon())
5157                 return ret;
5158         pc = lookup_page_cgroup(page);
5159         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5160                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5161                 if (target) {
5162                         get_page(page);
5163                         target->page = page;
5164                 }
5165         }
5166         return ret;
5167 }
5168 #else
5169 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5170                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5171 {
5172         return MC_TARGET_NONE;
5173 }
5174 #endif
5175
5176 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5177                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5178                                         struct mm_walk *walk)
5179 {
5180         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5181         pte_t *pte;
5182         spinlock_t *ptl;
5183
5184         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5185                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5186                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5187                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5188                 return 0;
5189         }
5190
5191         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5192                 return 0;
5193         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5194         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5195                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5196                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5197         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5198         cond_resched();
5199
5200         return 0;
5201 }
5202
5203 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5204 {
5205         unsigned long precharge;
5206         struct vm_area_struct *vma;
5207
5208         down_read(&mm->mmap_sem);
5209         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5210                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5211                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5212                         .mm = mm,
5213                         .private = vma,
5214                 };
5215                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5216                         continue;
5217                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5218                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5219         }
5220         up_read(&mm->mmap_sem);
5221
5222         precharge = mc.precharge;
5223         mc.precharge = 0;
5224
5225         return precharge;
5226 }
5227
5228 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5229 {
5230         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5231
5232         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5233         mc.moving_task = current;
5234         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5235 }
5236
5237 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5238 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5239 {
5240         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5241         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5242
5243         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5244         if (mc.precharge) {
5245                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5246                 mc.precharge = 0;
5247         }
5248         /*
5249          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5250          * we must uncharge here.
5251          */
5252         if (mc.moved_charge) {
5253                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5254                 mc.moved_charge = 0;
5255         }
5256         /* we must fixup refcnts and charges */
5257         if (mc.moved_swap) {
5258                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5259                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5260                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5261                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5262                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5263
5264                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5265                         /*
5266                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5267                          * uncharge to->res.
5268                          */
5269                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5270                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5271                 }
5272                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5273                 mc.moved_swap = 0;
5274         }
5275         memcg_oom_recover(from);
5276         memcg_oom_recover(to);
5277         wake_up_all(&mc.waitq);
5278 }
5279
5280 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5281 {
5282         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5283
5284         /*
5285          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5286          * task migration.
5287          */
5288         mc.moving_task = NULL;
5289         __mem_cgroup_clear_mc();
5290         spin_lock(&mc.lock);
5291         mc.from = NULL;
5292         mc.to = NULL;
5293         spin_unlock(&mc.lock);
5294         mem_cgroup_end_move(from);
5295 }
5296
5297 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5298                                  struct cgroup_taskset *tset)
5299 {
5300         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5301         int ret = 0;
5302         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5303
5304         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5305                 struct mm_struct *mm;
5306                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5307
5308                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5309
5310                 mm = get_task_mm(p);
5311                 if (!mm)
5312                         return 0;
5313                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5314                 if (mm->owner == p) {
5315                         VM_BUG_ON(mc.from);
5316                         VM_BUG_ON(mc.to);
5317                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5318                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5319                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5320                         mem_cgroup_start_move(from);
5321                         spin_lock(&mc.lock);
5322                         mc.from = from;
5323                         mc.to = memcg;
5324                         spin_unlock(&mc.lock);
5325                         /* We set mc.moving_task later */
5326
5327                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5328                         if (ret)
5329                                 mem_cgroup_clear_mc();
5330                 }
5331                 mmput(mm);
5332         }
5333         return ret;
5334 }
5335
5336 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5337                                      struct cgroup_taskset *tset)
5338 {
5339         mem_cgroup_clear_mc();
5340 }
5341
5342 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5343                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5344                                 struct mm_walk *walk)
5345 {
5346         int ret = 0;
5347         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5348         pte_t *pte;
5349         spinlock_t *ptl;
5350         enum mc_target_type target_type;
5351         union mc_target target;
5352         struct page *page;
5353         struct page_cgroup *pc;
5354
5355         /*
5356          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5357          * happens because:
5358          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5359          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5360          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5361          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5362          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5363          *    part of thp split is not executed yet.
5364          */
5365         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5366                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5367                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5368                         return 0;
5369                 }
5370                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5371                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5372                         page = target.page;
5373                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5374                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5375                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5376                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
5377                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5378                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5379                                 }
5380                                 putback_lru_page(page);
5381                         }
5382                         put_page(page);
5383                 }
5384                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5385                 return 0;
5386         }
5387
5388         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5389                 return 0;
5390 retry:
5391         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5392         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5393                 pte_t ptent = *(pte++);
5394                 swp_entry_t ent;
5395
5396                 if (!mc.precharge)
5397                         break;
5398
5399                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5400                 case MC_TARGET_PAGE:
5401                         page = target.page;
5402                         if (isolate_lru_page(page))
5403                                 goto put;
5404                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5405                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5406                                                      mc.from, mc.to)) {
5407                                 mc.precharge--;
5408                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5409                                 mc.moved_charge++;
5410                         }
5411                         putback_lru_page(page);
5412 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5413                         put_page(page);
5414                         break;
5415                 case MC_TARGET_SWAP:
5416                         ent = target.ent;
5417                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5418                                 mc.precharge--;
5419                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5420                                 mc.moved_swap++;
5421                         }
5422                         break;
5423                 default:
5424                         break;
5425                 }
5426         }
5427         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5428         cond_resched();
5429
5430         if (addr != end) {
5431                 /*
5432                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5433                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5434                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5435                  * phase.
5436                  */
5437                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5438                 if (!ret)
5439                         goto retry;
5440         }
5441
5442         return ret;
5443 }
5444
5445 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5446 {
5447         struct vm_area_struct *vma;
5448
5449         lru_add_drain_all();
5450 retry:
5451         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5452                 /*
5453                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5454                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5455                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5456                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5457                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5458                  */
5459                 __mem_cgroup_clear_mc();
5460                 cond_resched();
5461                 goto retry;
5462         }
5463         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5464                 int ret;
5465                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5466                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5467                         .mm = mm,
5468                         .private = vma,
5469                 };
5470                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5471                         continue;
5472                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5473                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5474                 if (ret)
5475                         /*
5476                          * means we have consumed all precharges and failed in
5477                          * doing additional charge. Just abandon here.
5478                          */
5479                         break;
5480         }
5481         up_read(&mm->mmap_sem);
5482 }
5483
5484 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5485                                  struct cgroup_taskset *tset)
5486 {
5487         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5488         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5489
5490         if (mm) {
5491                 if (mc.to)
5492                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5493                 mmput(mm);
5494         }
5495         if (mc.to)
5496                 mem_cgroup_clear_mc();
5497 }
5498 #else   /* !CONFIG_MMU */
5499 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5500                                  struct cgroup_taskset *tset)
5501 {
5502         return 0;
5503 }
5504 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5505                                      struct cgroup_taskset *tset)
5506 {
5507 }
5508 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5509                                  struct cgroup_taskset *tset)
5510 {
5511 }
5512 #endif
5513
5514 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5515         .name = "memory",
5516         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5517         .create = mem_cgroup_create,
5518         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5519         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5520         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5521         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5522         .attach = mem_cgroup_move_task,
5523         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
5524         .early_init = 0,
5525         .use_id = 1,
5526         .__DEPRECATED_clear_css_refs = true,
5527 };
5528
5529 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5530 static int __init enable_swap_account(char *s)
5531 {
5532         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5533         if (!strcmp(s, "1"))
5534                 really_do_swap_account = 1;
5535         else if (!strcmp(s, "0"))
5536                 really_do_swap_account = 0;
5537         return 1;
5538 }
5539 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5540
5541 #endif