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