mm/vmscan: push lruvec pointer into inactive_list_is_low()
[platform/upstream/kernel-adaptation-pc.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_DATA, /* end of data requires synchronization */
92         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
93 };
94
95 enum mem_cgroup_events_index {
96         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
97         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
102 };
103 /*
104  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
105  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
106  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
107  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
108  */
109 enum mem_cgroup_events_target {
110         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
111         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
112         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
113         MEM_CGROUP_NTARGETS,
114 };
115 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
116 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
117 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
118
119 struct mem_cgroup_stat_cpu {
120         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
121         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
122         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
123 };
124
125 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
126         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
127         int position;
128         /* scan generation, increased every round-trip */
129         unsigned int generation;
130 };
131
132 /*
133  * per-zone information in memory controller.
134  */
135 struct mem_cgroup_per_zone {
136         struct lruvec           lruvec;
137         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
138
139         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
140
141         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
142         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
143                                                 /* the soft limit is exceeded*/
144         bool                    on_tree;
145         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
146                                                 /* use container_of        */
147 };
148
149 struct mem_cgroup_per_node {
150         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
151 };
152
153 struct mem_cgroup_lru_info {
154         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
155 };
156
157 /*
158  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
159  * their hierarchy representation
160  */
161
162 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
163         struct rb_root rb_root;
164         spinlock_t lock;
165 };
166
167 struct mem_cgroup_tree_per_node {
168         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
169 };
170
171 struct mem_cgroup_tree {
172         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
173 };
174
175 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
176
177 struct mem_cgroup_threshold {
178         struct eventfd_ctx *eventfd;
179         u64 threshold;
180 };
181
182 /* For threshold */
183 struct mem_cgroup_threshold_ary {
184         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
185         int current_threshold;
186         /* Size of entries[] */
187         unsigned int size;
188         /* Array of thresholds */
189         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
190 };
191
192 struct mem_cgroup_thresholds {
193         /* Primary thresholds array */
194         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
195         /*
196          * Spare threshold array.
197          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
198          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
199          */
200         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
201 };
202
203 /* for OOM */
204 struct mem_cgroup_eventfd_list {
205         struct list_head list;
206         struct eventfd_ctx *eventfd;
207 };
208
209 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
210 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
211
212 /*
213  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
214  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
215  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
216  * to help the administrator determine what knobs to tune.
217  *
218  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
219  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
220  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
221  * a feature that will be implemented much later in the future.
222  */
223 struct mem_cgroup {
224         struct cgroup_subsys_state css;
225         /*
226          * the counter to account for memory usage
227          */
228         struct res_counter res;
229
230         union {
231                 /*
232                  * the counter to account for mem+swap usage.
233                  */
234                 struct res_counter memsw;
235
236                 /*
237                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
238                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
239                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
240                  * in a union with the res field, but res plays a much
241                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
242                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
243                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
244                  */
245                 struct rcu_head rcu_freeing;
246                 /*
247                  * But when using vfree(), that cannot be done at
248                  * interrupt time, so we must then queue the work.
249                  */
250                 struct work_struct work_freeing;
251         };
252
253         /*
254          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
255          * per zone LRU lists.
256          */
257         struct mem_cgroup_lru_info info;
258         int last_scanned_node;
259 #if MAX_NUMNODES > 1
260         nodemask_t      scan_nodes;
261         atomic_t        numainfo_events;
262         atomic_t        numainfo_updating;
263 #endif
264         /*
265          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
266          */
267         bool use_hierarchy;
268
269         bool            oom_lock;
270         atomic_t        under_oom;
271
272         atomic_t        refcnt;
273
274         int     swappiness;
275         /* OOM-Killer disable */
276         int             oom_kill_disable;
277
278         /* set when res.limit == memsw.limit */
279         bool            memsw_is_minimum;
280
281         /* protect arrays of thresholds */
282         struct mutex thresholds_lock;
283
284         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
285         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
286
287         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
288         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
289
290         /* For oom notifier event fd */
291         struct list_head oom_notify;
292
293         /*
294          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
295          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
296          */
297         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
298         /*
299          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
300          */
301         atomic_t        moving_account;
302         /* taken only while moving_account > 0 */
303         spinlock_t      move_lock;
304         /*
305          * percpu counter.
306          */
307         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
308         /*
309          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
310          * See mem_cgroup_read_stat().
311          */
312         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
313         spinlock_t pcp_counter_lock;
314
315 #ifdef CONFIG_INET
316         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
317 #endif
318 };
319
320 /* Stuffs for move charges at task migration. */
321 /*
322  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
323  * left-shifted bitmap of these types.
324  */
325 enum move_type {
326         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
327         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
328         NR_MOVE_TYPE,
329 };
330
331 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
332 static struct move_charge_struct {
333         spinlock_t        lock; /* for from, to */
334         struct mem_cgroup *from;
335         struct mem_cgroup *to;
336         unsigned long precharge;
337         unsigned long moved_charge;
338         unsigned long moved_swap;
339         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
340         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
341 } mc = {
342         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
343         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
344 };
345
346 static bool move_anon(void)
347 {
348         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
349                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
350 }
351
352 static bool move_file(void)
353 {
354         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
355                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
356 }
357
358 /*
359  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
360  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
361  */
362 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
363 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
364
365 enum charge_type {
366         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
367         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
368         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
369         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
370         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
371         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
372         NR_CHARGE_TYPE,
373 };
374
375 /* for encoding cft->private value on file */
376 #define _MEM                    (0)
377 #define _MEMSWAP                (1)
378 #define _OOM_TYPE               (2)
379 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
380 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
381 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
382 /* Used for OOM nofiier */
383 #define OOM_CONTROL             (0)
384
385 /*
386  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
387  */
388 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
389 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
390 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
391 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
392
393 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
394 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
395
396 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
397 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
398 #include <net/sock.h>
399 #include <net/ip.h>
400
401 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
402 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
403 {
404         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
405                 struct mem_cgroup *memcg;
406
407                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
408
409                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
410                  * filled. It won't however, necessarily happen from
411                  * process context. So the test for root memcg given
412                  * the current task's memcg won't help us in this case.
413                  *
414                  * Respecting the original socket's memcg is a better
415                  * decision in this case.
416                  */
417                 if (sk->sk_cgrp) {
418                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
419                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
420                         return;
421                 }
422
423                 rcu_read_lock();
424                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
425                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
426                         mem_cgroup_get(memcg);
427                         sk->sk_cgrp = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
428                 }
429                 rcu_read_unlock();
430         }
431 }
432 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
433
434 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
435 {
436         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
437                 struct mem_cgroup *memcg;
438                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
439                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
440                 mem_cgroup_put(memcg);
441         }
442 }
443
444 #ifdef CONFIG_INET
445 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
446 {
447         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
448                 return NULL;
449
450         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
451 }
452 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
453 #endif /* CONFIG_INET */
454 #endif /* CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM */
455
456 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
457
458 static struct mem_cgroup_per_zone *
459 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
460 {
461         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
462 }
463
464 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
465 {
466         return &memcg->css;
467 }
468
469 static struct mem_cgroup_per_zone *
470 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
471 {
472         int nid = page_to_nid(page);
473         int zid = page_zonenum(page);
474
475         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
476 }
477
478 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
479 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
480 {
481         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
482 }
483
484 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
485 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
486 {
487         int nid = page_to_nid(page);
488         int zid = page_zonenum(page);
489
490         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
491 }
492
493 static void
494 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
495                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
496                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
497                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
498 {
499         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
500         struct rb_node *parent = NULL;
501         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
502
503         if (mz->on_tree)
504                 return;
505
506         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
507         if (!mz->usage_in_excess)
508                 return;
509         while (*p) {
510                 parent = *p;
511                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
512                                         tree_node);
513                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
514                         p = &(*p)->rb_left;
515                 /*
516                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
517                  * limit by the same amount
518                  */
519                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
520                         p = &(*p)->rb_right;
521         }
522         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
523         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
524         mz->on_tree = true;
525 }
526
527 static void
528 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
529                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
530                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
531 {
532         if (!mz->on_tree)
533                 return;
534         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
535         mz->on_tree = false;
536 }
537
538 static void
539 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
540                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
541                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
542 {
543         spin_lock(&mctz->lock);
544         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
545         spin_unlock(&mctz->lock);
546 }
547
548
549 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
550 {
551         unsigned long long excess;
552         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
553         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
554         int nid = page_to_nid(page);
555         int zid = page_zonenum(page);
556         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
557
558         /*
559          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
560          * because their event counter is not touched.
561          */
562         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
563                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
564                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
565                 /*
566                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
567                  * mem is over its softlimit.
568                  */
569                 if (excess || mz->on_tree) {
570                         spin_lock(&mctz->lock);
571                         /* if on-tree, remove it */
572                         if (mz->on_tree)
573                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
574                         /*
575                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
576                          * If excess is 0, no tree ops.
577                          */
578                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
579                         spin_unlock(&mctz->lock);
580                 }
581         }
582 }
583
584 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
585 {
586         int node, zone;
587         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
588         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
589
590         for_each_node(node) {
591                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
592                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
593                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
594                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
595                 }
596         }
597 }
598
599 static struct mem_cgroup_per_zone *
600 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
601 {
602         struct rb_node *rightmost = NULL;
603         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
604
605 retry:
606         mz = NULL;
607         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
608         if (!rightmost)
609                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
610
611         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
612         /*
613          * Remove the node now but someone else can add it back,
614          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
615          * position in the tree.
616          */
617         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
618         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
619                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
620                 goto retry;
621 done:
622         return mz;
623 }
624
625 static struct mem_cgroup_per_zone *
626 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
627 {
628         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
629
630         spin_lock(&mctz->lock);
631         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
632         spin_unlock(&mctz->lock);
633         return mz;
634 }
635
636 /*
637  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
638  *
639  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
640  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
641  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
642  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
643  *
644  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
645  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
646  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
647  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
648  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
649  *
650  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
651  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
652  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
653  * implemented.
654  */
655 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
656                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
657 {
658         long val = 0;
659         int cpu;
660
661         get_online_cpus();
662         for_each_online_cpu(cpu)
663                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
664 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
665         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
666         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
667         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
668 #endif
669         put_online_cpus();
670         return val;
671 }
672
673 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
674                                          bool charge)
675 {
676         int val = (charge) ? 1 : -1;
677         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
678 }
679
680 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
681                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
682 {
683         unsigned long val = 0;
684         int cpu;
685
686         for_each_online_cpu(cpu)
687                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
688 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
689         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
690         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
691         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
692 #endif
693         return val;
694 }
695
696 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
697                                          bool anon, int nr_pages)
698 {
699         preempt_disable();
700
701         /*
702          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
703          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
704          */
705         if (anon)
706                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
707                                 nr_pages);
708         else
709                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
710                                 nr_pages);
711
712         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
713         if (nr_pages > 0)
714                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
715         else {
716                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
717                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
718         }
719
720         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
721
722         preempt_enable();
723 }
724
725 unsigned long
726 mem_cgroup_get_lruvec_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
727 {
728         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
729
730         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
731         return mz->lru_size[lru];
732 }
733
734 static unsigned long
735 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
736                         unsigned int lru_mask)
737 {
738         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
739         enum lru_list lru;
740         unsigned long ret = 0;
741
742         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
743
744         for_each_lru(lru) {
745                 if (BIT(lru) & lru_mask)
746                         ret += mz->lru_size[lru];
747         }
748         return ret;
749 }
750
751 static unsigned long
752 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
753                         int nid, unsigned int lru_mask)
754 {
755         u64 total = 0;
756         int zid;
757
758         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
759                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
760                                                 nid, zid, lru_mask);
761
762         return total;
763 }
764
765 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
766                         unsigned int lru_mask)
767 {
768         int nid;
769         u64 total = 0;
770
771         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
772                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
773         return total;
774 }
775
776 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
777                                        enum mem_cgroup_events_target target)
778 {
779         unsigned long val, next;
780
781         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
782         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
783         /* from time_after() in jiffies.h */
784         if ((long)next - (long)val < 0) {
785                 switch (target) {
786                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
787                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
788                         break;
789                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
790                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
791                         break;
792                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
793                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
794                         break;
795                 default:
796                         break;
797                 }
798                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
799                 return true;
800         }
801         return false;
802 }
803
804 /*
805  * Check events in order.
806  *
807  */
808 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
809 {
810         preempt_disable();
811         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
812         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
813                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
814                 bool do_softlimit;
815                 bool do_numainfo __maybe_unused;
816
817                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
818                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
819 #if MAX_NUMNODES > 1
820                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
821                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
822 #endif
823                 preempt_enable();
824
825                 mem_cgroup_threshold(memcg);
826                 if (unlikely(do_softlimit))
827                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
828 #if MAX_NUMNODES > 1
829                 if (unlikely(do_numainfo))
830                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
831 #endif
832         } else
833                 preempt_enable();
834 }
835
836 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
837 {
838         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
839                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
840                                 css);
841 }
842
843 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
844 {
845         /*
846          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
847          * if it races with swapoff, page migration, etc.
848          * So this can be called with p == NULL.
849          */
850         if (unlikely(!p))
851                 return NULL;
852
853         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
854                                 struct mem_cgroup, css);
855 }
856
857 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
858 {
859         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
860
861         if (!mm)
862                 return NULL;
863         /*
864          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
865          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
866          * pessimistic (rather than adding locks here).
867          */
868         rcu_read_lock();
869         do {
870                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
871                 if (unlikely(!memcg))
872                         break;
873         } while (!css_tryget(&memcg->css));
874         rcu_read_unlock();
875         return memcg;
876 }
877
878 /**
879  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
880  * @root: hierarchy root
881  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
882  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
883  *
884  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
885  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
886  *
887  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
888  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
889  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
890  *
891  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
892  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
893  * reclaimers operating on the same zone and priority.
894  */
895 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
896                                    struct mem_cgroup *prev,
897                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
898 {
899         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
900         int id = 0;
901
902         if (mem_cgroup_disabled())
903                 return NULL;
904
905         if (!root)
906                 root = root_mem_cgroup;
907
908         if (prev && !reclaim)
909                 id = css_id(&prev->css);
910
911         if (prev && prev != root)
912                 css_put(&prev->css);
913
914         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
915                 if (prev)
916                         return NULL;
917                 return root;
918         }
919
920         while (!memcg) {
921                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
922                 struct cgroup_subsys_state *css;
923
924                 if (reclaim) {
925                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
926                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
927                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
928
929                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
930                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
931                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
932                                 return NULL;
933                         id = iter->position;
934                 }
935
936                 rcu_read_lock();
937                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
938                 if (css) {
939                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
940                                 memcg = container_of(css,
941                                                      struct mem_cgroup, css);
942                 } else
943                         id = 0;
944                 rcu_read_unlock();
945
946                 if (reclaim) {
947                         iter->position = id;
948                         if (!css)
949                                 iter->generation++;
950                         else if (!prev && memcg)
951                                 reclaim->generation = iter->generation;
952                 }
953
954                 if (prev && !css)
955                         return NULL;
956         }
957         return memcg;
958 }
959
960 /**
961  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
962  * @root: hierarchy root
963  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
964  */
965 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
966                            struct mem_cgroup *prev)
967 {
968         if (!root)
969                 root = root_mem_cgroup;
970         if (prev && prev != root)
971                 css_put(&prev->css);
972 }
973
974 /*
975  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
976  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
977  * be used for reference counting.
978  */
979 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
980         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
981              iter != NULL;                              \
982              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
983
984 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
985         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
986              iter != NULL;                              \
987              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
988
989 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
990 {
991         return (memcg == root_mem_cgroup);
992 }
993
994 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
995 {
996         struct mem_cgroup *memcg;
997
998         if (!mm)
999                 return;
1000
1001         rcu_read_lock();
1002         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1003         if (unlikely(!memcg))
1004                 goto out;
1005
1006         switch (idx) {
1007         case PGFAULT:
1008                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1009                 break;
1010         case PGMAJFAULT:
1011                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1012                 break;
1013         default:
1014                 BUG();
1015         }
1016 out:
1017         rcu_read_unlock();
1018 }
1019 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1020
1021 /**
1022  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1023  * @zone: zone of the wanted lruvec
1024  * @mem: memcg of the wanted lruvec
1025  *
1026  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1027  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1028  * is disabled.
1029  */
1030 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1031                                       struct mem_cgroup *memcg)
1032 {
1033         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1034
1035         if (mem_cgroup_disabled())
1036                 return &zone->lruvec;
1037
1038         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1039         return &mz->lruvec;
1040 }
1041
1042 /*
1043  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1044  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1045  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1046  *
1047  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1048  * 1. charge
1049  * 2. moving account
1050  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1051  * It is added to LRU before charge.
1052  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1053  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1054  */
1055
1056 /**
1057  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1058  * @zone: zone of the page
1059  * @page: the page
1060  * @lru: current lru
1061  *
1062  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1063  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1064  *
1065  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1066  * the returned lruvec->lists[@lru].
1067  */
1068 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1069                                        enum lru_list lru)
1070 {
1071         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1072         struct mem_cgroup *memcg;
1073         struct page_cgroup *pc;
1074
1075         if (mem_cgroup_disabled())
1076                 return &zone->lruvec;
1077
1078         pc = lookup_page_cgroup(page);
1079         memcg = pc->mem_cgroup;
1080
1081         /*
1082          * Surreptitiously switch any uncharged page to root:
1083          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1084          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1085          *
1086          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1087          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1088          * of pc->mem_cgroup safe.
1089          */
1090         if (!PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1091                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1092
1093         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1094         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1095         mz->lru_size[lru] += 1 << compound_order(page);
1096         return &mz->lruvec;
1097 }
1098
1099 /**
1100  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1101  * @page: the page
1102  * @lru: target lru
1103  *
1104  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1105  *
1106  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1107  * @page->lru.
1108  */
1109 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1110 {
1111         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1112         struct mem_cgroup *memcg;
1113         struct page_cgroup *pc;
1114
1115         if (mem_cgroup_disabled())
1116                 return;
1117
1118         pc = lookup_page_cgroup(page);
1119         memcg = pc->mem_cgroup;
1120         VM_BUG_ON(!memcg);
1121         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1122         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1123         VM_BUG_ON(mz->lru_size[lru] < (1 << compound_order(page)));
1124         mz->lru_size[lru] -= 1 << compound_order(page);
1125 }
1126
1127 /**
1128  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1129  * @zone: zone of the page
1130  * @page: the page
1131  * @from: current lru
1132  * @to: target lru
1133  *
1134  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1135  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1136  * @page is charged to.
1137  *
1138  * The callsite is then responsible for physically relinking
1139  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1140  */
1141 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1142                                          struct page *page,
1143                                          enum lru_list from,
1144                                          enum lru_list to)
1145 {
1146         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1147         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1148         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1149 }
1150
1151 /*
1152  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1153  * hierarchy subtree
1154  */
1155 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1156                                   struct mem_cgroup *memcg)
1157 {
1158         if (root_memcg == memcg)
1159                 return true;
1160         if (!root_memcg->use_hierarchy)
1161                 return false;
1162         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1163 }
1164
1165 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1166                                        struct mem_cgroup *memcg)
1167 {
1168         bool ret;
1169
1170         rcu_read_lock();
1171         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1172         rcu_read_unlock();
1173         return ret;
1174 }
1175
1176 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1177 {
1178         int ret;
1179         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1180         struct task_struct *p;
1181
1182         p = find_lock_task_mm(task);
1183         if (p) {
1184                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1185                 task_unlock(p);
1186         } else {
1187                 /*
1188                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1189                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1190                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1191                  */
1192                 task_lock(task);
1193                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1194                 if (curr)
1195                         css_get(&curr->css);
1196                 task_unlock(task);
1197         }
1198         if (!curr)
1199                 return 0;
1200         /*
1201          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1202          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1203          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1204          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1205          */
1206         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1207         css_put(&curr->css);
1208         return ret;
1209 }
1210
1211 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1212 {
1213         unsigned long inactive_ratio;
1214         unsigned long inactive;
1215         unsigned long active;
1216         unsigned long gb;
1217
1218         inactive = mem_cgroup_get_lruvec_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1219         active = mem_cgroup_get_lruvec_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1220
1221         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1222         if (gb)
1223                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1224         else
1225                 inactive_ratio = 1;
1226
1227         return inactive * inactive_ratio < active;
1228 }
1229
1230 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1231 {
1232         unsigned long active;
1233         unsigned long inactive;
1234
1235         inactive = mem_cgroup_get_lruvec_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1236         active = mem_cgroup_get_lruvec_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1237
1238         return (active > inactive);
1239 }
1240
1241 struct zone_reclaim_stat *
1242 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1243 {
1244         struct page_cgroup *pc;
1245         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1246
1247         if (mem_cgroup_disabled())
1248                 return NULL;
1249
1250         pc = lookup_page_cgroup(page);
1251         if (!PageCgroupUsed(pc))
1252                 return NULL;
1253         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1254         smp_rmb();
1255         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1256         return &mz->lruvec.reclaim_stat;
1257 }
1258
1259 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1260         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1261
1262 /**
1263  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1264  * @mem: the memory cgroup
1265  *
1266  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1267  * pages.
1268  */
1269 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1270 {
1271         unsigned long long margin;
1272
1273         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1274         if (do_swap_account)
1275                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1276         return margin >> PAGE_SHIFT;
1277 }
1278
1279 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1280 {
1281         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1282
1283         /* root ? */
1284         if (cgrp->parent == NULL)
1285                 return vm_swappiness;
1286
1287         return memcg->swappiness;
1288 }
1289
1290 /*
1291  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1292  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1293  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1294  * rcu_read_lock(), like this:
1295  *
1296  *         CPU-A                                    CPU-B
1297  *                                              rcu_read_lock()
1298  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1299  *                                                   take heavy locks.
1300  *         synchronize_rcu()                    update something.
1301  *                                              rcu_read_unlock()
1302  *         start move here.
1303  */
1304
1305 /* for quick checking without looking up memcg */
1306 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1307
1308 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1309 {
1310         atomic_inc(&memcg_moving);
1311         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1312         synchronize_rcu();
1313 }
1314
1315 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1316 {
1317         /*
1318          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1319          * We check NULL in callee rather than caller.
1320          */
1321         if (memcg) {
1322                 atomic_dec(&memcg_moving);
1323                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1324         }
1325 }
1326
1327 /*
1328  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1329  *
1330  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1331  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1332  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1333  *
1334  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1335  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1336  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1337  */
1338
1339 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1340 {
1341         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1342         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1343 }
1344
1345 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1346 {
1347         struct mem_cgroup *from;
1348         struct mem_cgroup *to;
1349         bool ret = false;
1350         /*
1351          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1352          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1353          */
1354         spin_lock(&mc.lock);
1355         from = mc.from;
1356         to = mc.to;
1357         if (!from)
1358                 goto unlock;
1359
1360         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1361                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1362 unlock:
1363         spin_unlock(&mc.lock);
1364         return ret;
1365 }
1366
1367 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1368 {
1369         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1370                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1371                         DEFINE_WAIT(wait);
1372                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1373                         /* moving charge context might have finished. */
1374                         if (mc.moving_task)
1375                                 schedule();
1376                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1377                         return true;
1378                 }
1379         }
1380         return false;
1381 }
1382
1383 /*
1384  * Take this lock when
1385  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1386  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1387  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1388  */
1389 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1390                                   unsigned long *flags)
1391 {
1392         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1393 }
1394
1395 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1396                                 unsigned long *flags)
1397 {
1398         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1399 }
1400
1401 /**
1402  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1403  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1404  * @p: Task that is going to be killed
1405  *
1406  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1407  * enabled
1408  */
1409 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1410 {
1411         struct cgroup *task_cgrp;
1412         struct cgroup *mem_cgrp;
1413         /*
1414          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1415          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1416          * If this assumption is broken, revisit this code.
1417          */
1418         static char memcg_name[PATH_MAX];
1419         int ret;
1420
1421         if (!memcg || !p)
1422                 return;
1423
1424         rcu_read_lock();
1425
1426         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1427         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1428
1429         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1430         if (ret < 0) {
1431                 /*
1432                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1433                  * But we'll still print out the usage information
1434                  */
1435                 rcu_read_unlock();
1436                 goto done;
1437         }
1438         rcu_read_unlock();
1439
1440         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1441
1442         rcu_read_lock();
1443         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1444         if (ret < 0) {
1445                 rcu_read_unlock();
1446                 goto done;
1447         }
1448         rcu_read_unlock();
1449
1450         /*
1451          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1452          */
1453         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1454 done:
1455
1456         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1457                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1458                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1459                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1460         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1461                 "failcnt %llu\n",
1462                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1463                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1464                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1465 }
1466
1467 /*
1468  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1469  * 1(self count) if no children.
1470  */
1471 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1472 {
1473         int num = 0;
1474         struct mem_cgroup *iter;
1475
1476         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1477                 num++;
1478         return num;
1479 }
1480
1481 /*
1482  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1483  */
1484 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1485 {
1486         u64 limit;
1487         u64 memsw;
1488
1489         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1490         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1491
1492         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1493         /*
1494          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1495          * to this memcg, return that limit.
1496          */
1497         return min(limit, memsw);
1498 }
1499
1500 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1501                                         gfp_t gfp_mask,
1502                                         unsigned long flags)
1503 {
1504         unsigned long total = 0;
1505         bool noswap = false;
1506         int loop;
1507
1508         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1509                 noswap = true;
1510         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1511                 noswap = true;
1512
1513         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1514                 if (loop)
1515                         drain_all_stock_async(memcg);
1516                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1517                 /*
1518                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1519                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1520                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1521                  */
1522                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1523                         break;
1524                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1525                         break;
1526                 /*
1527                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1528                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1529                  */
1530                 if (loop && !total)
1531                         break;
1532         }
1533         return total;
1534 }
1535
1536 /**
1537  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1538  * @mem: the target memcg
1539  * @nid: the node ID to be checked.
1540  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1541  *
1542  * This function returns whether the specified memcg contains any
1543  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1544  * pages in the node.
1545  */
1546 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1547                 int nid, bool noswap)
1548 {
1549         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1550                 return true;
1551         if (noswap || !total_swap_pages)
1552                 return false;
1553         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1554                 return true;
1555         return false;
1556
1557 }
1558 #if MAX_NUMNODES > 1
1559
1560 /*
1561  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1562  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1563  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1564  *
1565  */
1566 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1567 {
1568         int nid;
1569         /*
1570          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1571          * pagein/pageout changes since the last update.
1572          */
1573         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1574                 return;
1575         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1576                 return;
1577
1578         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1579         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1580
1581         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1582
1583                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1584                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1585         }
1586
1587         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1588         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1589 }
1590
1591 /*
1592  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1593  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1594  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1595  *
1596  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1597  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1598  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1599  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1600  *
1601  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1602  */
1603 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1604 {
1605         int node;
1606
1607         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1608         node = memcg->last_scanned_node;
1609
1610         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1611         if (node == MAX_NUMNODES)
1612                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1613         /*
1614          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1615          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1616          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1617          * we use curret node.
1618          */
1619         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1620                 node = numa_node_id();
1621
1622         memcg->last_scanned_node = node;
1623         return node;
1624 }
1625
1626 /*
1627  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1628  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1629  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1630  * enough new information. We need to do double check.
1631  */
1632 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1633 {
1634         int nid;
1635
1636         /*
1637          * quick check...making use of scan_node.
1638          * We can skip unused nodes.
1639          */
1640         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1641                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1642                      nid < MAX_NUMNODES;
1643                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1644
1645                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1646                                 return true;
1647                 }
1648         }
1649         /*
1650          * Check rest of nodes.
1651          */
1652         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1653                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1654                         continue;
1655                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1656                         return true;
1657         }
1658         return false;
1659 }
1660
1661 #else
1662 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1663 {
1664         return 0;
1665 }
1666
1667 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1668 {
1669         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1670 }
1671 #endif
1672
1673 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1674                                    struct zone *zone,
1675                                    gfp_t gfp_mask,
1676                                    unsigned long *total_scanned)
1677 {
1678         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1679         int total = 0;
1680         int loop = 0;
1681         unsigned long excess;
1682         unsigned long nr_scanned;
1683         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1684                 .zone = zone,
1685                 .priority = 0,
1686         };
1687
1688         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1689
1690         while (1) {
1691                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1692                 if (!victim) {
1693                         loop++;
1694                         if (loop >= 2) {
1695                                 /*
1696                                  * If we have not been able to reclaim
1697                                  * anything, it might because there are
1698                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1699                                  */
1700                                 if (!total)
1701                                         break;
1702                                 /*
1703                                  * We want to do more targeted reclaim.
1704                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1705                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1706                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1707                                  */
1708                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1709                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1710                                         break;
1711                         }
1712                         continue;
1713                 }
1714                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1715                         continue;
1716                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1717                                                      zone, &nr_scanned);
1718                 *total_scanned += nr_scanned;
1719                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1720                         break;
1721         }
1722         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1723         return total;
1724 }
1725
1726 /*
1727  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1728  * If someone is running, return false.
1729  * Has to be called with memcg_oom_lock
1730  */
1731 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1732 {
1733         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1734
1735         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1736                 if (iter->oom_lock) {
1737                         /*
1738                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1739                          * so we cannot give a lock.
1740                          */
1741                         failed = iter;
1742                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1743                         break;
1744                 } else
1745                         iter->oom_lock = true;
1746         }
1747
1748         if (!failed)
1749                 return true;
1750
1751         /*
1752          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1753          * what we set up to the failing subtree
1754          */
1755         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1756                 if (iter == failed) {
1757                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1758                         break;
1759                 }
1760                 iter->oom_lock = false;
1761         }
1762         return false;
1763 }
1764
1765 /*
1766  * Has to be called with memcg_oom_lock
1767  */
1768 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1769 {
1770         struct mem_cgroup *iter;
1771
1772         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1773                 iter->oom_lock = false;
1774         return 0;
1775 }
1776
1777 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1778 {
1779         struct mem_cgroup *iter;
1780
1781         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1782                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1783 }
1784
1785 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1786 {
1787         struct mem_cgroup *iter;
1788
1789         /*
1790          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1791          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1792          * atomic_add_unless() here.
1793          */
1794         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1795                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1796 }
1797
1798 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1799 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1800
1801 struct oom_wait_info {
1802         struct mem_cgroup *memcg;
1803         wait_queue_t    wait;
1804 };
1805
1806 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1807         unsigned mode, int sync, void *arg)
1808 {
1809         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1810         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1811         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1812
1813         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1814         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1815
1816         /*
1817          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1818          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1819          */
1820         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1821                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1822                 return 0;
1823         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1824 }
1825
1826 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1827 {
1828         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1829         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1830 }
1831
1832 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1833 {
1834         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1835                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1836 }
1837
1838 /*
1839  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1840  */
1841 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1842                                   int order)
1843 {
1844         struct oom_wait_info owait;
1845         bool locked, need_to_kill;
1846
1847         owait.memcg = memcg;
1848         owait.wait.flags = 0;
1849         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1850         owait.wait.private = current;
1851         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1852         need_to_kill = true;
1853         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1854
1855         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1856         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1857         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1858         /*
1859          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1860          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1861          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1862          */
1863         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1864         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1865                 need_to_kill = false;
1866         if (locked)
1867                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1868         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1869
1870         if (need_to_kill) {
1871                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1872                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1873         } else {
1874                 schedule();
1875                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1876         }
1877         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1878         if (locked)
1879                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1880         memcg_wakeup_oom(memcg);
1881         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1882
1883         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1884
1885         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1886                 return false;
1887         /* Give chance to dying process */
1888         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1889         return true;
1890 }
1891
1892 /*
1893  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1894  * generalized to update other statistics as well.
1895  *
1896  * Notes: Race condition
1897  *
1898  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1899  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1900  * to do so _always_.
1901  *
1902  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1903  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1904  * are no race with "charge".
1905  *
1906  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1907  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1908  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1909  * by flags.
1910  *
1911  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1912  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1913  * If there is, we take a lock.
1914  */
1915
1916 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1917                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1918 {
1919         struct mem_cgroup *memcg;
1920         struct page_cgroup *pc;
1921
1922         pc = lookup_page_cgroup(page);
1923 again:
1924         memcg = pc->mem_cgroup;
1925         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1926                 return;
1927         /*
1928          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1929          * need to take move_lock_page_cgroup(). Because we already hold
1930          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1931          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1932          */
1933         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
1934                 return;
1935
1936         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
1937         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
1938                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
1939                 goto again;
1940         }
1941         *locked = true;
1942 }
1943
1944 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
1945 {
1946         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1947
1948         /*
1949          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
1950          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
1951          * should take move_lock_page_cgroup().
1952          */
1953         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
1954 }
1955
1956 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1957                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1958 {
1959         struct mem_cgroup *memcg;
1960         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1961         unsigned long uninitialized_var(flags);
1962
1963         if (mem_cgroup_disabled())
1964                 return;
1965
1966         memcg = pc->mem_cgroup;
1967         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1968                 return;
1969
1970         switch (idx) {
1971         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1972                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1973                 break;
1974         default:
1975                 BUG();
1976         }
1977
1978         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
1979 }
1980
1981 /*
1982  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1983  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1984  */
1985 #define CHARGE_BATCH    32U
1986 struct memcg_stock_pcp {
1987         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1988         unsigned int nr_pages;
1989         struct work_struct work;
1990         unsigned long flags;
1991 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1992 };
1993 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1994 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1995
1996 /*
1997  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
1998  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
1999  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2000  * refilled.
2001  */
2002 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2003 {
2004         struct memcg_stock_pcp *stock;
2005         bool ret = true;
2006
2007         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2008         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2009                 stock->nr_pages--;
2010         else /* need to call res_counter_charge */
2011                 ret = false;
2012         put_cpu_var(memcg_stock);
2013         return ret;
2014 }
2015
2016 /*
2017  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2018  */
2019 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2020 {
2021         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2022
2023         if (stock->nr_pages) {
2024                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2025
2026                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2027                 if (do_swap_account)
2028                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2029                 stock->nr_pages = 0;
2030         }
2031         stock->cached = NULL;
2032 }
2033
2034 /*
2035  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2036  * a thread which is pinned to local cpu.
2037  */
2038 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2039 {
2040         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2041         drain_stock(stock);
2042         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2043 }
2044
2045 /*
2046  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2047  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2048  */
2049 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2050 {
2051         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2052
2053         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2054                 drain_stock(stock);
2055                 stock->cached = memcg;
2056         }
2057         stock->nr_pages += nr_pages;
2058         put_cpu_var(memcg_stock);
2059 }
2060
2061 /*
2062  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2063  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2064  * until the work is done.
2065  */
2066 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2067 {
2068         int cpu, curcpu;
2069
2070         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2071         get_online_cpus();
2072         curcpu = get_cpu();
2073         for_each_online_cpu(cpu) {
2074                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2075                 struct mem_cgroup *memcg;
2076
2077                 memcg = stock->cached;
2078                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2079                         continue;
2080                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2081                         continue;
2082                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2083                         if (cpu == curcpu)
2084                                 drain_local_stock(&stock->work);
2085                         else
2086                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2087                 }
2088         }
2089         put_cpu();
2090
2091         if (!sync)
2092                 goto out;
2093
2094         for_each_online_cpu(cpu) {
2095                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2096                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2097                         flush_work(&stock->work);
2098         }
2099 out:
2100         put_online_cpus();
2101 }
2102
2103 /*
2104  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2105  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2106  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2107  * it.
2108  */
2109 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2110 {
2111         /*
2112          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2113          */
2114         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2115                 return;
2116         drain_all_stock(root_memcg, false);
2117         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2118 }
2119
2120 /* This is a synchronous drain interface. */
2121 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2122 {
2123         /* called when force_empty is called */
2124         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2125         drain_all_stock(root_memcg, true);
2126         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2127 }
2128
2129 /*
2130  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2131  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2132  */
2133 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2134 {
2135         int i;
2136
2137         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2138         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2139                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2140
2141                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2142                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2143         }
2144         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2145                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2146
2147                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2148                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2149         }
2150         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2151 }
2152
2153 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2154                                         unsigned long action,
2155                                         void *hcpu)
2156 {
2157         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2158         struct memcg_stock_pcp *stock;
2159         struct mem_cgroup *iter;
2160
2161         if (action == CPU_ONLINE)
2162                 return NOTIFY_OK;
2163
2164         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2165                 return NOTIFY_OK;
2166
2167         for_each_mem_cgroup(iter)
2168                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2169
2170         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2171         drain_stock(stock);
2172         return NOTIFY_OK;
2173 }
2174
2175
2176 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2177 enum {
2178         CHARGE_OK,              /* success */
2179         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2180         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2181         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2182         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2183 };
2184
2185 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2186                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2187 {
2188         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2189         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2190         struct res_counter *fail_res;
2191         unsigned long flags = 0;
2192         int ret;
2193
2194         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2195
2196         if (likely(!ret)) {
2197                 if (!do_swap_account)
2198                         return CHARGE_OK;
2199                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2200                 if (likely(!ret))
2201                         return CHARGE_OK;
2202
2203                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2204                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2205                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2206         } else
2207                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2208         /*
2209          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2210          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2211          *
2212          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2213          * single page instead.
2214          */
2215         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2216                 return CHARGE_RETRY;
2217
2218         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2219                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2220
2221         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2222         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2223                 return CHARGE_RETRY;
2224         /*
2225          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2226          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2227          * before killing the task.
2228          *
2229          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2230          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2231          * to regular pages anyway in case of failure.
2232          */
2233         if (nr_pages == 1 && ret)
2234                 return CHARGE_RETRY;
2235
2236         /*
2237          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2238          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2239          */
2240         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2241                 return CHARGE_RETRY;
2242
2243         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2244         if (!oom_check)
2245                 return CHARGE_NOMEM;
2246         /* check OOM */
2247         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2248                 return CHARGE_OOM_DIE;
2249
2250         return CHARGE_RETRY;
2251 }
2252
2253 /*
2254  * __mem_cgroup_try_charge() does
2255  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2256  * 2. update res_counter
2257  * 3. call memory reclaim if necessary.
2258  *
2259  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2260  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2261  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2262  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2263  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2264  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2265  *
2266  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2267  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2268  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2269  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2270  *
2271  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2272  * the oom-killer can be invoked.
2273  */
2274 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2275                                    gfp_t gfp_mask,
2276                                    unsigned int nr_pages,
2277                                    struct mem_cgroup **ptr,
2278                                    bool oom)
2279 {
2280         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2281         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2282         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2283         int ret;
2284
2285         /*
2286          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2287          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2288          * MEMDIE process.
2289          */
2290         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2291                      || fatal_signal_pending(current)))
2292                 goto bypass;
2293
2294         /*
2295          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2296          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2297          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2298          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2299          */
2300         if (!*ptr && !mm)
2301                 *ptr = root_mem_cgroup;
2302 again:
2303         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2304                 memcg = *ptr;
2305                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2306                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2307                         goto done;
2308                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2309                         goto done;
2310                 css_get(&memcg->css);
2311         } else {
2312                 struct task_struct *p;
2313
2314                 rcu_read_lock();
2315                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2316                 /*
2317                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2318                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2319                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2320                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2321                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2322                  * small race, here.
2323                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2324                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2325                  */
2326                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2327                 if (!memcg)
2328                         memcg = root_mem_cgroup;
2329                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2330                         rcu_read_unlock();
2331                         goto done;
2332                 }
2333                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2334                         /*
2335                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2336                          * But considering how consume_stok works, it's not
2337                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2338                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2339                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2340                          * calling consume_stock().
2341                          */
2342                         rcu_read_unlock();
2343                         goto done;
2344                 }
2345                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2346                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2347                         rcu_read_unlock();
2348                         goto again;
2349                 }
2350                 rcu_read_unlock();
2351         }
2352
2353         do {
2354                 bool oom_check;
2355
2356                 /* If killed, bypass charge */
2357                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2358                         css_put(&memcg->css);
2359                         goto bypass;
2360                 }
2361
2362                 oom_check = false;
2363                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2364                         oom_check = true;
2365                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2366                 }
2367
2368                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2369                 switch (ret) {
2370                 case CHARGE_OK:
2371                         break;
2372                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2373                         batch = nr_pages;
2374                         css_put(&memcg->css);
2375                         memcg = NULL;
2376                         goto again;
2377                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2378                         css_put(&memcg->css);
2379                         goto nomem;
2380                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2381                         if (!oom) {
2382                                 css_put(&memcg->css);
2383                                 goto nomem;
2384                         }
2385                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2386                         nr_oom_retries--;
2387                         break;
2388                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2389                         css_put(&memcg->css);
2390                         goto bypass;
2391                 }
2392         } while (ret != CHARGE_OK);
2393
2394         if (batch > nr_pages)
2395                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2396         css_put(&memcg->css);
2397 done:
2398         *ptr = memcg;
2399         return 0;
2400 nomem:
2401         *ptr = NULL;
2402         return -ENOMEM;
2403 bypass:
2404         *ptr = root_mem_cgroup;
2405         return -EINTR;
2406 }
2407
2408 /*
2409  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2410  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2411  * gotten by try_charge().
2412  */
2413 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2414                                        unsigned int nr_pages)
2415 {
2416         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2417                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2418
2419                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2420                 if (do_swap_account)
2421                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2422         }
2423 }
2424
2425 /*
2426  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2427  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2428  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2429  * memcg.)
2430  */
2431 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2432 {
2433         struct cgroup_subsys_state *css;
2434
2435         /* ID 0 is unused ID */
2436         if (!id)
2437                 return NULL;
2438         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2439         if (!css)
2440                 return NULL;
2441         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2442 }
2443
2444 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2445 {
2446         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2447         struct page_cgroup *pc;
2448         unsigned short id;
2449         swp_entry_t ent;
2450
2451         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2452
2453         pc = lookup_page_cgroup(page);
2454         lock_page_cgroup(pc);
2455         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2456                 memcg = pc->mem_cgroup;
2457                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2458                         memcg = NULL;
2459         } else if (PageSwapCache(page)) {
2460                 ent.val = page_private(page);
2461                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2462                 rcu_read_lock();
2463                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2464                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2465                         memcg = NULL;
2466                 rcu_read_unlock();
2467         }
2468         unlock_page_cgroup(pc);
2469         return memcg;
2470 }
2471
2472 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2473                                        struct page *page,
2474                                        unsigned int nr_pages,
2475                                        enum charge_type ctype,
2476                                        bool lrucare)
2477 {
2478         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2479         struct zone *uninitialized_var(zone);
2480         bool was_on_lru = false;
2481         bool anon;
2482
2483         lock_page_cgroup(pc);
2484         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2485                 unlock_page_cgroup(pc);
2486                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2487                 return;
2488         }
2489         /*
2490          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2491          * accessed by any other context at this point.
2492          */
2493
2494         /*
2495          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2496          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2497          */
2498         if (lrucare) {
2499                 zone = page_zone(page);
2500                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2501                 if (PageLRU(page)) {
2502                         ClearPageLRU(page);
2503                         del_page_from_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2504                         was_on_lru = true;
2505                 }
2506         }
2507
2508         pc->mem_cgroup = memcg;
2509         /*
2510          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2511          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2512          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2513          * before USED bit, we need memory barrier here.
2514          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2515          */
2516         smp_wmb();
2517         SetPageCgroupUsed(pc);
2518
2519         if (lrucare) {
2520                 if (was_on_lru) {
2521                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2522                         SetPageLRU(page);
2523                         add_page_to_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2524                 }
2525                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2526         }
2527
2528         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED)
2529                 anon = true;
2530         else
2531                 anon = false;
2532
2533         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2534         unlock_page_cgroup(pc);
2535
2536         /*
2537          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2538          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2539          * if they exceeds softlimit.
2540          */
2541         memcg_check_events(memcg, page);
2542 }
2543
2544 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2545
2546 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
2547 /*
2548  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2549  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2550  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2551  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2552  */
2553 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2554 {
2555         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2556         struct page_cgroup *pc;
2557         int i;
2558
2559         if (mem_cgroup_disabled())
2560                 return;
2561         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2562                 pc = head_pc + i;
2563                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2564                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2565                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2566         }
2567 }
2568 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2569
2570 /**
2571  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2572  * @page: the page
2573  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2574  * @pc: page_cgroup of the page.
2575  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2576  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2577  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2578  *
2579  * The caller must confirm following.
2580  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2581  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2582  *
2583  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2584  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2585  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2586  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2587  */
2588 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2589                                    unsigned int nr_pages,
2590                                    struct page_cgroup *pc,
2591                                    struct mem_cgroup *from,
2592                                    struct mem_cgroup *to,
2593                                    bool uncharge)
2594 {
2595         unsigned long flags;
2596         int ret;
2597         bool anon = PageAnon(page);
2598
2599         VM_BUG_ON(from == to);
2600         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2601         /*
2602          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2603          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2604          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2605          * hold it.
2606          */
2607         ret = -EBUSY;
2608         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2609                 goto out;
2610
2611         lock_page_cgroup(pc);
2612
2613         ret = -EINVAL;
2614         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2615                 goto unlock;
2616
2617         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2618
2619         if (!anon && page_mapped(page)) {
2620                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2621                 preempt_disable();
2622                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2623                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2624                 preempt_enable();
2625         }
2626         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2627         if (uncharge)
2628                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2629                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2630
2631         /* caller should have done css_get */
2632         pc->mem_cgroup = to;
2633         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2634         /*
2635          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2636          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2637          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2638          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2639          * status here.
2640          */
2641         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2642         ret = 0;
2643 unlock:
2644         unlock_page_cgroup(pc);
2645         /*
2646          * check events
2647          */
2648         memcg_check_events(to, page);
2649         memcg_check_events(from, page);
2650 out:
2651         return ret;
2652 }
2653
2654 /*
2655  * move charges to its parent.
2656  */
2657
2658 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2659                                   struct page_cgroup *pc,
2660                                   struct mem_cgroup *child,
2661                                   gfp_t gfp_mask)
2662 {
2663         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2664         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2665         struct mem_cgroup *parent;
2666         unsigned int nr_pages;
2667         unsigned long uninitialized_var(flags);
2668         int ret;
2669
2670         /* Is ROOT ? */
2671         if (!pcg)
2672                 return -EINVAL;
2673
2674         ret = -EBUSY;
2675         if (!get_page_unless_zero(page))
2676                 goto out;
2677         if (isolate_lru_page(page))
2678                 goto put;
2679
2680         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2681
2682         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2683         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2684         if (ret)
2685                 goto put_back;
2686
2687         if (nr_pages > 1)
2688                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2689
2690         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2691         if (ret)
2692                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2693
2694         if (nr_pages > 1)
2695                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2696 put_back:
2697         putback_lru_page(page);
2698 put:
2699         put_page(page);
2700 out:
2701         return ret;
2702 }
2703
2704 /*
2705  * Charge the memory controller for page usage.
2706  * Return
2707  * 0 if the charge was successful
2708  * < 0 if the cgroup is over its limit
2709  */
2710 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2711                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2712 {
2713         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2714         unsigned int nr_pages = 1;
2715         bool oom = true;
2716         int ret;
2717
2718         if (PageTransHuge(page)) {
2719                 nr_pages <<= compound_order(page);
2720                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2721                 /*
2722                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2723                  * fault handler will fall back to regular pages.
2724                  */
2725                 oom = false;
2726         }
2727
2728         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2729         if (ret == -ENOMEM)
2730                 return ret;
2731         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2732         return 0;
2733 }
2734
2735 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2736                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2737 {
2738         if (mem_cgroup_disabled())
2739                 return 0;
2740         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2741         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2742         VM_BUG_ON(!mm);
2743         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2744                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2745 }
2746
2747 static void
2748 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2749                                         enum charge_type ctype);
2750
2751 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2752                                 gfp_t gfp_mask)
2753 {
2754         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2755         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2756         int ret;
2757
2758         if (mem_cgroup_disabled())
2759                 return 0;
2760         if (PageCompound(page))
2761                 return 0;
2762
2763         if (unlikely(!mm))
2764                 mm = &init_mm;
2765         if (!page_is_file_cache(page))
2766                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2767
2768         if (!PageSwapCache(page))
2769                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2770         else { /* page is swapcache/shmem */
2771                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2772                 if (!ret)
2773                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2774         }
2775         return ret;
2776 }
2777
2778 /*
2779  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2780  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2781  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2782  * "commit()" or removed by "cancel()"
2783  */
2784 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2785                                  struct page *page,
2786                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2787 {
2788         struct mem_cgroup *memcg;
2789         int ret;
2790
2791         *memcgp = NULL;
2792
2793         if (mem_cgroup_disabled())
2794                 return 0;
2795
2796         if (!do_swap_account)
2797                 goto charge_cur_mm;
2798         /*
2799          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2800          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2801          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2802          * KSM case which does need to charge the page.
2803          */
2804         if (!PageSwapCache(page))
2805                 goto charge_cur_mm;
2806         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2807         if (!memcg)
2808                 goto charge_cur_mm;
2809         *memcgp = memcg;
2810         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2811         css_put(&memcg->css);
2812         if (ret == -EINTR)
2813                 ret = 0;
2814         return ret;
2815 charge_cur_mm:
2816         if (unlikely(!mm))
2817                 mm = &init_mm;
2818         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2819         if (ret == -EINTR)
2820                 ret = 0;
2821         return ret;
2822 }
2823
2824 static void
2825 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2826                                         enum charge_type ctype)
2827 {
2828         if (mem_cgroup_disabled())
2829                 return;
2830         if (!memcg)
2831                 return;
2832         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2833
2834         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2835         /*
2836          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2837          * counted both as mem and swap....double count.
2838          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2839          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2840          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2841          */
2842         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2843                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2844                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2845         }
2846         /*
2847          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2848          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2849          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2850          */
2851         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2852 }
2853
2854 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2855                                      struct mem_cgroup *memcg)
2856 {
2857         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2858                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2859 }
2860
2861 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2862 {
2863         if (mem_cgroup_disabled())
2864                 return;
2865         if (!memcg)
2866                 return;
2867         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2868 }
2869
2870 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2871                                    unsigned int nr_pages,
2872                                    const enum charge_type ctype)
2873 {
2874         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2875         bool uncharge_memsw = true;
2876
2877         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2878         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2879                 uncharge_memsw = false;
2880
2881         batch = &current->memcg_batch;
2882         /*
2883          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2884          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2885          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2886          */
2887         if (!batch->memcg)
2888                 batch->memcg = memcg;
2889         /*
2890          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2891          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2892          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2893          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2894          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2895          */
2896
2897         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2898                 goto direct_uncharge;
2899
2900         if (nr_pages > 1)
2901                 goto direct_uncharge;
2902
2903         /*
2904          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2905          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2906          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2907          */
2908         if (batch->memcg != memcg)
2909                 goto direct_uncharge;
2910         /* remember freed charge and uncharge it later */
2911         batch->nr_pages++;
2912         if (uncharge_memsw)
2913                 batch->memsw_nr_pages++;
2914         return;
2915 direct_uncharge:
2916         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2917         if (uncharge_memsw)
2918                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2919         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2920                 memcg_oom_recover(memcg);
2921 }
2922
2923 /*
2924  * uncharge if !page_mapped(page)
2925  */
2926 static struct mem_cgroup *
2927 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2928 {
2929         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2930         unsigned int nr_pages = 1;
2931         struct page_cgroup *pc;
2932         bool anon;
2933
2934         if (mem_cgroup_disabled())
2935                 return NULL;
2936
2937         if (PageSwapCache(page))
2938                 return NULL;
2939
2940         if (PageTransHuge(page)) {
2941                 nr_pages <<= compound_order(page);
2942                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2943         }
2944         /*
2945          * Check if our page_cgroup is valid
2946          */
2947         pc = lookup_page_cgroup(page);
2948         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2949                 return NULL;
2950
2951         lock_page_cgroup(pc);
2952
2953         memcg = pc->mem_cgroup;
2954
2955         if (!PageCgroupUsed(pc))
2956                 goto unlock_out;
2957
2958         anon = PageAnon(page);
2959
2960         switch (ctype) {
2961         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2962                 /*
2963                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
2964                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
2965                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
2966                  */
2967                 anon = true;
2968                 /* fallthrough */
2969         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
2970                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
2971                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
2972                         goto unlock_out;
2973                 break;
2974         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
2975                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
2976                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
2977                                 goto unlock_out;
2978                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
2979                                 goto unlock_out;
2980                 break;
2981         default:
2982                 break;
2983         }
2984
2985         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
2986
2987         ClearPageCgroupUsed(pc);
2988         /*
2989          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
2990          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
2991          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
2992          * special functions.
2993          */
2994
2995         unlock_page_cgroup(pc);
2996         /*
2997          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
2998          * will never be freed.
2999          */
3000         memcg_check_events(memcg, page);
3001         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3002                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3003                 mem_cgroup_get(memcg);
3004         }
3005         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3006                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3007
3008         return memcg;
3009
3010 unlock_out:
3011         unlock_page_cgroup(pc);
3012         return NULL;
3013 }
3014
3015 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3016 {
3017         /* early check. */
3018         if (page_mapped(page))
3019                 return;
3020         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3021         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3022 }
3023
3024 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3025 {
3026         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3027         VM_BUG_ON(page->mapping);
3028         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3029 }
3030
3031 /*
3032  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3033  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3034  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3035  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3036  * This may be called prural(2) times in a context,
3037  */
3038
3039 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3040 {
3041         current->memcg_batch.do_batch++;
3042         /* We can do nest. */
3043         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3044                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3045                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3046                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3047         }
3048 }
3049
3050 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3051 {
3052         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3053
3054         if (!batch->do_batch)
3055                 return;
3056
3057         batch->do_batch--;
3058         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3059                 return;
3060
3061         if (!batch->memcg)
3062                 return;
3063         /*
3064          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3065          * bacause we hide charges behind us.
3066          */
3067         if (batch->nr_pages)
3068                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3069                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3070         if (batch->memsw_nr_pages)
3071                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3072                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3073         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3074         /* forget this pointer (for sanity check) */
3075         batch->memcg = NULL;
3076 }
3077
3078 #ifdef CONFIG_SWAP
3079 /*
3080  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3081  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3082  */
3083 void
3084 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3085 {
3086         struct mem_cgroup *memcg;
3087         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3088
3089         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3090                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3091
3092         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3093
3094         /*
3095          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3096          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3097          */
3098         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3099                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3100 }
3101 #endif
3102
3103 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3104 /*
3105  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3106  * uncharge "memsw" account.
3107  */
3108 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3109 {
3110         struct mem_cgroup *memcg;
3111         unsigned short id;
3112
3113         if (!do_swap_account)
3114                 return;
3115
3116         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3117         rcu_read_lock();
3118         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3119         if (memcg) {
3120                 /*
3121                  * We uncharge this because swap is freed.
3122                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3123                  */
3124                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3125                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3126                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3127                 mem_cgroup_put(memcg);
3128         }
3129         rcu_read_unlock();
3130 }
3131
3132 /**
3133  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3134  * @entry: swap entry to be moved
3135  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3136  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3137  *
3138  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3139  * as the mem_cgroup's id of @from.
3140  *
3141  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3142  *
3143  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3144  * both res and memsw, and called css_get().
3145  */
3146 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3147                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3148 {
3149         unsigned short old_id, new_id;
3150
3151         old_id = css_id(&from->css);
3152         new_id = css_id(&to->css);
3153
3154         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3155                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3156                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3157                 /*
3158                  * This function is only called from task migration context now.
3159                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3160                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3161                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3162                  * because if the process that has been moved to @to does
3163                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3164                  */
3165                 mem_cgroup_get(to);
3166                 return 0;
3167         }
3168         return -EINVAL;
3169 }
3170 #else
3171 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3172                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3173 {
3174         return -EINVAL;
3175 }
3176 #endif
3177
3178 /*
3179  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3180  * page belongs to.
3181  */
3182 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3183         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3184 {
3185         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3186         struct page_cgroup *pc;
3187         enum charge_type ctype;
3188         int ret = 0;
3189
3190         *memcgp = NULL;
3191
3192         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3193         if (mem_cgroup_disabled())
3194                 return 0;
3195
3196         pc = lookup_page_cgroup(page);
3197         lock_page_cgroup(pc);
3198         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3199                 memcg = pc->mem_cgroup;
3200                 css_get(&memcg->css);
3201                 /*
3202                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3203                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3204                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3205                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3206                  * until end_migration() is called
3207                  *
3208                  * Corner Case Thinking
3209                  * A)
3210                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3211                  * while migration was ongoing.
3212                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3213                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3214                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3215                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3216                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3217                  *
3218                  * B)
3219                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3220                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3221                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3222                  * without charging it again.
3223                  *
3224                  * C)
3225                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3226                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3227                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3228                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3229                  */
3230                 if (PageAnon(page))
3231                         SetPageCgroupMigration(pc);
3232         }
3233         unlock_page_cgroup(pc);
3234         /*
3235          * If the page is not charged at this point,
3236          * we return here.
3237          */
3238         if (!memcg)
3239                 return 0;
3240
3241         *memcgp = memcg;
3242         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3243         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3244         if (ret) {
3245                 if (PageAnon(page)) {
3246                         lock_page_cgroup(pc);
3247                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3248                         unlock_page_cgroup(pc);
3249                         /*
3250                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3251                          */
3252                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3253                 }
3254                 /* we'll need to revisit this error code (we have -EINTR) */
3255                 return -ENOMEM;
3256         }
3257         /*
3258          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3259          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3260          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3261          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3262          */
3263         if (PageAnon(page))
3264                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3265         else if (page_is_file_cache(page))
3266                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3267         else
3268                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3269         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, ctype, false);
3270         return ret;
3271 }
3272
3273 /* remove redundant charge if migration failed*/
3274 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3275         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3276 {
3277         struct page *used, *unused;
3278         struct page_cgroup *pc;
3279         bool anon;
3280
3281         if (!memcg)
3282                 return;
3283         /* blocks rmdir() */
3284         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3285         if (!migration_ok) {
3286                 used = oldpage;
3287                 unused = newpage;
3288         } else {
3289                 used = newpage;
3290                 unused = oldpage;
3291         }
3292         /*
3293          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3294          * of the page goes down to zero, temporarly.
3295          * Clear the flag and check the page should be charged.
3296          */
3297         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3298         lock_page_cgroup(pc);
3299         ClearPageCgroupMigration(pc);
3300         unlock_page_cgroup(pc);
3301         anon = PageAnon(used);
3302         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3303                 anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED
3304                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3305
3306         /*
3307          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3308          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3309          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3310          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3311          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3312          * check. (see prepare_charge() also)
3313          */
3314         if (anon)
3315                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3316         /*
3317          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3318          * tasks.
3319          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3320          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3321          */
3322         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3323 }
3324
3325 /*
3326  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3327  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3328  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3329  */
3330 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3331                                   struct page *newpage)
3332 {
3333         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3334         struct page_cgroup *pc;
3335         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3336
3337         if (mem_cgroup_disabled())
3338                 return;
3339
3340         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3341         /* fix accounting on old pages */
3342         lock_page_cgroup(pc);
3343         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3344                 memcg = pc->mem_cgroup;
3345                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3346                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3347         }
3348         unlock_page_cgroup(pc);
3349
3350         /*
3351          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3352          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3353          */
3354         if (!memcg)
3355                 return;
3356
3357         if (PageSwapBacked(oldpage))
3358                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3359
3360         /*
3361          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3362          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3363          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3364          */
3365         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3366 }
3367
3368 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3369 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3370 {
3371         struct page_cgroup *pc;
3372
3373         pc = lookup_page_cgroup(page);
3374         /*
3375          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3376          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3377          * or when mem_cgroup_disabled().
3378          */
3379         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3380                 return pc;
3381         return NULL;
3382 }
3383
3384 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3385 {
3386         if (mem_cgroup_disabled())
3387                 return false;
3388
3389         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3390 }
3391
3392 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3393 {
3394         struct page_cgroup *pc;
3395
3396         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3397         if (pc) {
3398                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3399                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3400         }
3401 }
3402 #endif
3403
3404 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3405
3406 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3407                                 unsigned long long val)
3408 {
3409         int retry_count;
3410         u64 memswlimit, memlimit;
3411         int ret = 0;
3412         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3413         u64 curusage, oldusage;
3414         int enlarge;
3415
3416         /*
3417          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3418          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3419          * of # of children which we should visit in this loop.
3420          */
3421         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3422
3423         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3424
3425         enlarge = 0;
3426         while (retry_count) {
3427                 if (signal_pending(current)) {
3428                         ret = -EINTR;
3429                         break;
3430                 }
3431                 /*
3432                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3433                  * open coded manner. You see what this really does.
3434                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3435                  */
3436                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3437                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3438                 if (memswlimit < val) {
3439                         ret = -EINVAL;
3440                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3441                         break;
3442                 }
3443
3444                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3445                 if (memlimit < val)
3446                         enlarge = 1;
3447
3448                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3449                 if (!ret) {
3450                         if (memswlimit == val)
3451                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3452                         else
3453                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3454                 }
3455                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3456
3457                 if (!ret)
3458                         break;
3459
3460                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3461                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3462                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3463                 /* Usage is reduced ? */
3464                 if (curusage >= oldusage)
3465                         retry_count--;
3466                 else
3467                         oldusage = curusage;
3468         }
3469         if (!ret && enlarge)
3470                 memcg_oom_recover(memcg);
3471
3472         return ret;
3473 }
3474
3475 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3476                                         unsigned long long val)
3477 {
3478         int retry_count;
3479         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3480         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3481         int ret = -EBUSY;
3482         int enlarge = 0;
3483
3484         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3485         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3486         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3487         while (retry_count) {
3488                 if (signal_pending(current)) {
3489                         ret = -EINTR;
3490                         break;
3491                 }
3492                 /*
3493                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3494                  * open coded manner. You see what this really does.
3495                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3496                  */
3497                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3498                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3499                 if (memlimit > val) {
3500                         ret = -EINVAL;
3501                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3502                         break;
3503                 }
3504                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3505                 if (memswlimit < val)
3506                         enlarge = 1;
3507                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3508                 if (!ret) {
3509                         if (memlimit == val)
3510                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3511                         else
3512                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3513                 }
3514                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3515
3516                 if (!ret)
3517                         break;
3518
3519                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3520                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3521                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3522                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3523                 /* Usage is reduced ? */
3524                 if (curusage >= oldusage)
3525                         retry_count--;
3526                 else
3527                         oldusage = curusage;
3528         }
3529         if (!ret && enlarge)
3530                 memcg_oom_recover(memcg);
3531         return ret;
3532 }
3533
3534 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3535                                             gfp_t gfp_mask,
3536                                             unsigned long *total_scanned)
3537 {
3538         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3539         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3540         unsigned long reclaimed;
3541         int loop = 0;
3542         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3543         unsigned long long excess;
3544         unsigned long nr_scanned;
3545
3546         if (order > 0)
3547                 return 0;
3548
3549         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3550         /*
3551          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3552          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3553          * pressure
3554          */
3555         do {
3556                 if (next_mz)
3557                         mz = next_mz;
3558                 else
3559                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3560                 if (!mz)
3561                         break;
3562
3563                 nr_scanned = 0;
3564                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3565                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3566                 nr_reclaimed += reclaimed;
3567                 *total_scanned += nr_scanned;
3568                 spin_lock(&mctz->lock);
3569
3570                 /*
3571                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3572                  * it is time to move on to the next cgroup
3573                  */
3574                 next_mz = NULL;
3575                 if (!reclaimed) {
3576                         do {
3577                                 /*
3578                                  * Loop until we find yet another one.
3579                                  *
3580                                  * By the time we get the soft_limit lock
3581                                  * again, someone might have aded the
3582                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3583                                  * make sure we get a different mem.
3584                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3585                                  * NULL if no other cgroup is present on
3586                                  * the tree
3587                                  */
3588                                 next_mz =
3589                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3590                                 if (next_mz == mz)
3591                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3592                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3593                                         break;
3594                         } while (1);
3595                 }
3596                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3597                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3598                 /*
3599                  * One school of thought says that we should not add
3600                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3601                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3602                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3603                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3604                  * term TODO.
3605                  */
3606                 /* If excess == 0, no tree ops */
3607                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3608                 spin_unlock(&mctz->lock);
3609                 css_put(&mz->memcg->css);
3610                 loop++;
3611                 /*
3612                  * Could not reclaim anything and there are no more
3613                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3614                  * reclaiming anything.
3615                  */
3616                 if (!nr_reclaimed &&
3617                         (next_mz == NULL ||
3618                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3619                         break;
3620         } while (!nr_reclaimed);
3621         if (next_mz)
3622                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3623         return nr_reclaimed;
3624 }
3625
3626 /*
3627  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3628  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3629  */
3630 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3631                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3632 {
3633         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3634         unsigned long flags, loop;
3635         struct list_head *list;
3636         struct page *busy;
3637         struct zone *zone;
3638         int ret = 0;
3639
3640         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3641         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3642         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3643
3644         loop = mz->lru_size[lru];
3645         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3646         loop += 256;
3647         busy = NULL;
3648         while (loop--) {
3649                 struct page_cgroup *pc;
3650                 struct page *page;
3651
3652                 ret = 0;
3653                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3654                 if (list_empty(list)) {
3655                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3656                         break;
3657                 }
3658                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3659                 if (busy == page) {
3660                         list_move(&page->lru, list);
3661                         busy = NULL;
3662                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3663                         continue;
3664                 }
3665                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3666
3667                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3668
3669                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3670                 if (ret == -ENOMEM || ret == -EINTR)
3671                         break;
3672
3673                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3674                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3675                         busy = page;
3676                         cond_resched();
3677                 } else
3678                         busy = NULL;
3679         }
3680
3681         if (!ret && !list_empty(list))
3682                 return -EBUSY;
3683         return ret;
3684 }
3685
3686 /*
3687  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3688  * This enables deleting this mem_cgroup.
3689  */
3690 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3691 {
3692         int ret;
3693         int node, zid, shrink;
3694         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3695         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3696
3697         css_get(&memcg->css);
3698
3699         shrink = 0;
3700         /* should free all ? */
3701         if (free_all)
3702                 goto try_to_free;
3703 move_account:
3704         do {
3705                 ret = -EBUSY;
3706                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3707                         goto out;
3708                 ret = -EINTR;
3709                 if (signal_pending(current))
3710                         goto out;
3711                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3712                 lru_add_drain_all();
3713                 drain_all_stock_sync(memcg);
3714                 ret = 0;
3715                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3716                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3717                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3718                                 enum lru_list lru;
3719                                 for_each_lru(lru) {
3720                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3721                                                         node, zid, lru);
3722                                         if (ret)
3723                                                 break;
3724                                 }
3725                         }
3726                         if (ret)
3727                                 break;
3728                 }
3729                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3730                 memcg_oom_recover(memcg);
3731                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3732                 if (ret == -ENOMEM)
3733                         goto try_to_free;
3734                 cond_resched();
3735         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3736         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0 || ret);
3737 out:
3738         css_put(&memcg->css);
3739         return ret;
3740
3741 try_to_free:
3742         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3743         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3744                 ret = -EBUSY;
3745                 goto out;
3746         }
3747         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3748         lru_add_drain_all();
3749         /* try to free all pages in this cgroup */
3750         shrink = 1;
3751         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3752                 int progress;
3753
3754                 if (signal_pending(current)) {
3755                         ret = -EINTR;
3756                         goto out;
3757                 }
3758                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3759                                                 false);
3760                 if (!progress) {
3761                         nr_retries--;
3762                         /* maybe some writeback is necessary */
3763                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3764                 }
3765
3766         }
3767         lru_add_drain();
3768         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3769         goto move_account;
3770 }
3771
3772 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3773 {
3774         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3775 }
3776
3777
3778 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3779 {
3780         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3781 }
3782
3783 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3784                                         u64 val)
3785 {
3786         int retval = 0;
3787         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3788         struct cgroup *parent = cont->parent;
3789         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3790
3791         if (parent)
3792                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3793
3794         cgroup_lock();
3795         /*
3796          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3797          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3798          * occur, provided the current cgroup has no children.
3799          *
3800          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3801          * set if there are no children.
3802          */
3803         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3804                                 (val == 1 || val == 0)) {
3805                 if (list_empty(&cont->children))
3806                         memcg->use_hierarchy = val;
3807                 else
3808                         retval = -EBUSY;
3809         } else
3810                 retval = -EINVAL;
3811         cgroup_unlock();
3812
3813         return retval;
3814 }
3815
3816
3817 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3818                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3819 {
3820         struct mem_cgroup *iter;
3821         long val = 0;
3822
3823         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3824         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3825                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3826
3827         if (val < 0) /* race ? */
3828                 val = 0;
3829         return val;
3830 }
3831
3832 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3833 {
3834         u64 val;
3835
3836         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3837                 if (!swap)
3838                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3839                 else
3840                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3841         }
3842
3843         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3844         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3845
3846         if (swap)
3847                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3848
3849         return val << PAGE_SHIFT;
3850 }
3851
3852 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3853                                struct file *file, char __user *buf,
3854                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
3855 {
3856         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3857         char str[64];
3858         u64 val;
3859         int type, name, len;
3860
3861         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3862         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3863
3864         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3865                 return -EOPNOTSUPP;
3866
3867         switch (type) {
3868         case _MEM:
3869                 if (name == RES_USAGE)
3870                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3871                 else
3872                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3873                 break;
3874         case _MEMSWAP:
3875                 if (name == RES_USAGE)
3876                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3877                 else
3878                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3879                 break;
3880         default:
3881                 BUG();
3882         }
3883
3884         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
3885         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
3886 }
3887 /*
3888  * The user of this function is...
3889  * RES_LIMIT.
3890  */
3891 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3892                             const char *buffer)
3893 {
3894         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3895         int type, name;
3896         unsigned long long val;
3897         int ret;
3898
3899         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3900         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3901
3902         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3903                 return -EOPNOTSUPP;
3904
3905         switch (name) {
3906         case RES_LIMIT:
3907                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3908                         ret = -EINVAL;
3909                         break;
3910                 }
3911                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3912                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3913                 if (ret)
3914                         break;
3915                 if (type == _MEM)
3916                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3917                 else
3918                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3919                 break;
3920         case RES_SOFT_LIMIT:
3921                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3922                 if (ret)
3923                         break;
3924                 /*
3925                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3926                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3927                  * control without swap
3928                  */
3929                 if (type == _MEM)
3930                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3931                 else
3932                         ret = -EINVAL;
3933                 break;
3934         default:
3935                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3936                 break;
3937         }
3938         return ret;
3939 }
3940
3941 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3942                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3943 {
3944         struct cgroup *cgroup;
3945         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3946
3947         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3948         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3949         cgroup = memcg->css.cgroup;
3950         if (!memcg->use_hierarchy)
3951                 goto out;
3952
3953         while (cgroup->parent) {
3954                 cgroup = cgroup->parent;
3955                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3956                 if (!memcg->use_hierarchy)
3957                         break;
3958                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3959                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3960                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3961                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3962         }
3963 out:
3964         *mem_limit = min_limit;
3965         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3966 }
3967
3968 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3969 {
3970         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3971         int type, name;
3972
3973         type = MEMFILE_TYPE(event);
3974         name = MEMFILE_ATTR(event);
3975
3976         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3977                 return -EOPNOTSUPP;
3978
3979         switch (name) {
3980         case RES_MAX_USAGE:
3981                 if (type == _MEM)
3982                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
3983                 else
3984                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
3985                 break;
3986         case RES_FAILCNT:
3987                 if (type == _MEM)
3988                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
3989                 else
3990                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
3991                 break;
3992         }
3993
3994         return 0;
3995 }
3996
3997 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
3998                                         struct cftype *cft)
3999 {
4000         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4001 }
4002
4003 #ifdef CONFIG_MMU
4004 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4005                                         struct cftype *cft, u64 val)
4006 {
4007         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4008
4009         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4010                 return -EINVAL;
4011         /*
4012          * We check this value several times in both in can_attach() and
4013          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4014          * inconsistent.
4015          */
4016         cgroup_lock();
4017         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4018         cgroup_unlock();
4019
4020         return 0;
4021 }
4022 #else
4023 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4024                                         struct cftype *cft, u64 val)
4025 {
4026         return -ENOSYS;
4027 }
4028 #endif
4029
4030
4031 /* For read statistics */
4032 enum {
4033         MCS_CACHE,
4034         MCS_RSS,
4035         MCS_FILE_MAPPED,
4036         MCS_PGPGIN,
4037         MCS_PGPGOUT,
4038         MCS_SWAP,
4039         MCS_PGFAULT,
4040         MCS_PGMAJFAULT,
4041         MCS_INACTIVE_ANON,
4042         MCS_ACTIVE_ANON,
4043         MCS_INACTIVE_FILE,
4044         MCS_ACTIVE_FILE,
4045         MCS_UNEVICTABLE,
4046         NR_MCS_STAT,
4047 };
4048
4049 struct mcs_total_stat {
4050         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4051 };
4052
4053 static struct {
4054         char *local_name;
4055         char *total_name;
4056 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4057         {"cache", "total_cache"},
4058         {"rss", "total_rss"},
4059         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4060         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4061         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4062         {"swap", "total_swap"},
4063         {"pgfault", "total_pgfault"},
4064         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4065         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4066         {"active_anon", "total_active_anon"},
4067         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4068         {"active_file", "total_active_file"},
4069         {"unevictable", "total_unevictable"}
4070 };
4071
4072
4073 static void
4074 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4075 {
4076         s64 val;
4077
4078         /* per cpu stat */
4079         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4080         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4081         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4082         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4083         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4084         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4085         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4086         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4087         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4088         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4089         if (do_swap_account) {
4090                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4091                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4092         }
4093         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4094         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4095         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4096         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4097
4098         /* per zone stat */
4099         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4100         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4101         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4102         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4103         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4104         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4105         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4106         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4107         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4108         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4109 }
4110
4111 static void
4112 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4113 {
4114         struct mem_cgroup *iter;
4115
4116         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4117                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4118 }
4119
4120 #ifdef CONFIG_NUMA
4121 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4122 {
4123         int nid;
4124         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4125         unsigned long node_nr;
4126         struct cgroup *cont = m->private;
4127         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4128
4129         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4130         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4131         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4132                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4133                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4134         }
4135         seq_putc(m, '\n');
4136
4137         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4138         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4139         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4140                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4141                                 LRU_ALL_FILE);
4142                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4143         }
4144         seq_putc(m, '\n');
4145
4146         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4147         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4148         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4149                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4150                                 LRU_ALL_ANON);
4151                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4152         }
4153         seq_putc(m, '\n');
4154
4155         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4156         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4157         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4158                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4159                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4160                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4161         }
4162         seq_putc(m, '\n');
4163         return 0;
4164 }
4165 #endif /* CONFIG_NUMA */
4166
4167 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4168                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4169 {
4170         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4171         struct mcs_total_stat mystat;
4172         int i;
4173
4174         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4175         mem_cgroup_get_local_stat(memcg, &mystat);
4176
4177
4178         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4179                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4180                         continue;
4181                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4182         }
4183
4184         /* Hierarchical information */
4185         {
4186                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4187                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4188                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4189                 if (do_swap_account)
4190                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4191         }
4192
4193         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4194         mem_cgroup_get_total_stat(memcg, &mystat);
4195         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4196                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4197                         continue;
4198                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4199         }
4200
4201 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4202         {
4203                 int nid, zid;
4204                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4205                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4206                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4207                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4208
4209                 for_each_online_node(nid)
4210                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4211                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4212                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4213
4214                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4215                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4216                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4217                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4218                         }
4219                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4220                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4221                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4222                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4223         }
4224 #endif
4225
4226         return 0;
4227 }
4228
4229 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4230 {
4231         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4232
4233         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4234 }
4235
4236 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4237                                        u64 val)
4238 {
4239         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4240         struct mem_cgroup *parent;
4241
4242         if (val > 100)
4243                 return -EINVAL;
4244
4245         if (cgrp->parent == NULL)
4246                 return -EINVAL;
4247
4248         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4249
4250         cgroup_lock();
4251
4252         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4253         if ((parent->use_hierarchy) ||
4254             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4255                 cgroup_unlock();
4256                 return -EINVAL;
4257         }
4258
4259         memcg->swappiness = val;
4260
4261         cgroup_unlock();
4262
4263         return 0;
4264 }
4265
4266 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4267 {
4268         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4269         u64 usage;
4270         int i;
4271
4272         rcu_read_lock();
4273         if (!swap)
4274                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4275         else
4276                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4277
4278         if (!t)
4279                 goto unlock;
4280
4281         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4282
4283         /*
4284          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4285          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4286          * call of __mem_cgroup_threshold().
4287          */
4288         i = t->current_threshold;
4289
4290         /*
4291          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4292          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4293          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4294          * only one element of the array here.
4295          */
4296         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4297                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4298
4299         /* i = current_threshold + 1 */
4300         i++;
4301
4302         /*
4303          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4304          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4305          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4306          * only one element of the array here.
4307          */
4308         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4309                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4310
4311         /* Update current_threshold */
4312         t->current_threshold = i - 1;
4313 unlock:
4314         rcu_read_unlock();
4315 }
4316
4317 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4318 {
4319         while (memcg) {
4320                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4321                 if (do_swap_account)
4322                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4323
4324                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4325         }
4326 }
4327
4328 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4329 {
4330         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4331         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4332
4333         return _a->threshold - _b->threshold;
4334 }
4335
4336 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4337 {
4338         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4339
4340         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4341                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4342         return 0;
4343 }
4344
4345 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4346 {
4347         struct mem_cgroup *iter;
4348
4349         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4350                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4351 }
4352
4353 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4354         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4355 {
4356         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4357         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4358         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4359         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4360         u64 threshold, usage;
4361         int i, size, ret;
4362
4363         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4364         if (ret)
4365                 return ret;
4366
4367         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4368
4369         if (type == _MEM)
4370                 thresholds = &memcg->thresholds;
4371         else if (type == _MEMSWAP)
4372                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4373         else
4374                 BUG();
4375
4376         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4377
4378         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4379         if (thresholds->primary)
4380                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4381
4382         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4383
4384         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4385         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4386                         GFP_KERNEL);
4387         if (!new) {
4388                 ret = -ENOMEM;
4389                 goto unlock;
4390         }
4391         new->size = size;
4392
4393         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4394         if (thresholds->primary) {
4395                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4396                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4397         }
4398
4399         /* Add new threshold */
4400         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4401         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4402
4403         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4404         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4405                         compare_thresholds, NULL);
4406
4407         /* Find current threshold */
4408         new->current_threshold = -1;
4409         for (i = 0; i < size; i++) {
4410                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4411                         /*
4412                          * new->current_threshold will not be used until
4413                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4414                          * it here.
4415                          */
4416                         ++new->current_threshold;
4417                 } else
4418                         break;
4419         }
4420
4421         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4422         kfree(thresholds->spare);
4423         thresholds->spare = thresholds->primary;
4424
4425         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4426
4427         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4428         synchronize_rcu();
4429
4430 unlock:
4431         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4432
4433         return ret;
4434 }
4435
4436 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4437         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4438 {
4439         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4440         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4441         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4442         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4443         u64 usage;
4444         int i, j, size;
4445
4446         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4447         if (type == _MEM)
4448                 thresholds = &memcg->thresholds;
4449         else if (type == _MEMSWAP)
4450                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4451         else
4452                 BUG();
4453
4454         if (!thresholds->primary)
4455                 goto unlock;
4456
4457         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4458
4459         /* Check if a threshold crossed before removing */
4460         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4461
4462         /* Calculate new number of threshold */
4463         size = 0;
4464         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4465                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4466                         size++;
4467         }
4468
4469         new = thresholds->spare;
4470
4471         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4472         if (!size) {
4473                 kfree(new);
4474                 new = NULL;
4475                 goto swap_buffers;
4476         }
4477
4478         new->size = size;
4479
4480         /* Copy thresholds and find current threshold */
4481         new->current_threshold = -1;
4482         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4483                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4484                         continue;
4485
4486                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4487                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4488                         /*
4489                          * new->current_threshold will not be used
4490                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4491                          * it here.
4492                          */
4493                         ++new->current_threshold;
4494                 }
4495                 j++;
4496         }
4497
4498 swap_buffers:
4499         /* Swap primary and spare array */
4500         thresholds->spare = thresholds->primary;
4501         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4502         if (!new) {
4503                 kfree(thresholds->spare);
4504                 thresholds->spare = NULL;
4505         }
4506
4507         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4508
4509         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4510         synchronize_rcu();
4511 unlock:
4512         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4513 }
4514
4515 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4516         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4517 {
4518         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4519         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4520         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4521
4522         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4523         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4524         if (!event)
4525                 return -ENOMEM;
4526
4527         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4528
4529         event->eventfd = eventfd;
4530         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4531
4532         /* already in OOM ? */
4533         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4534                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4535         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4536
4537         return 0;
4538 }
4539
4540 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4541         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4542 {
4543         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4544         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4545         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4546
4547         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4548
4549         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4550
4551         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4552                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4553                         list_del(&ev->list);
4554                         kfree(ev);
4555                 }
4556         }
4557
4558         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4559 }
4560
4561 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4562         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4563 {
4564         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4565
4566         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4567
4568         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4569                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4570         else
4571                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4572         return 0;
4573 }
4574
4575 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4576         struct cftype *cft, u64 val)
4577 {
4578         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4579         struct mem_cgroup *parent;
4580
4581         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4582         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4583                 return -EINVAL;
4584
4585         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4586
4587         cgroup_lock();
4588         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4589         if ((parent->use_hierarchy) ||
4590             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4591                 cgroup_unlock();
4592                 return -EINVAL;
4593         }
4594         memcg->oom_kill_disable = val;
4595         if (!val)
4596                 memcg_oom_recover(memcg);
4597         cgroup_unlock();
4598         return 0;
4599 }
4600
4601 #ifdef CONFIG_NUMA
4602 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4603         .read = seq_read,
4604         .llseek = seq_lseek,
4605         .release = single_release,
4606 };
4607
4608 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4609 {
4610         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4611
4612         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4613         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4614 }
4615 #endif /* CONFIG_NUMA */
4616
4617 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4618 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4619 {
4620         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4621 };
4622
4623 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4624 {
4625         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4626 }
4627 #else
4628 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4629 {
4630         return 0;
4631 }
4632
4633 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4634 {
4635 }
4636 #endif
4637
4638 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4639         {
4640                 .name = "usage_in_bytes",
4641                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4642                 .read = mem_cgroup_read,
4643                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4644                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4645         },
4646         {
4647                 .name = "max_usage_in_bytes",
4648                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4649                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4650                 .read = mem_cgroup_read,
4651         },
4652         {
4653                 .name = "limit_in_bytes",
4654                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4655                 .write_string = mem_cgroup_write,
4656                 .read = mem_cgroup_read,
4657         },
4658         {
4659                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4660                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4661                 .write_string = mem_cgroup_write,
4662                 .read = mem_cgroup_read,
4663         },
4664         {
4665                 .name = "failcnt",
4666                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4667                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4668                 .read = mem_cgroup_read,
4669         },
4670         {
4671                 .name = "stat",
4672                 .read_map = mem_control_stat_show,
4673         },
4674         {
4675                 .name = "force_empty",
4676                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4677         },
4678         {
4679                 .name = "use_hierarchy",
4680                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4681                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4682         },
4683         {
4684                 .name = "swappiness",
4685                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4686                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4687         },
4688         {
4689                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4690                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4691                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4692         },
4693         {
4694                 .name = "oom_control",
4695                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4696                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4697                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4698                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4699                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4700         },
4701 #ifdef CONFIG_NUMA
4702         {
4703                 .name = "numa_stat",
4704                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4705                 .mode = S_IRUGO,
4706         },
4707 #endif
4708 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4709         {
4710                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4711                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4712                 .read = mem_cgroup_read,
4713                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4714                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4715         },
4716         {
4717                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4718                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4719                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4720                 .read = mem_cgroup_read,
4721         },
4722         {
4723                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4724                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4725                 .write_string = mem_cgroup_write,
4726                 .read = mem_cgroup_read,
4727         },
4728         {
4729                 .name = "memsw.failcnt",
4730                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4731                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4732                 .read = mem_cgroup_read,
4733         },
4734 #endif
4735         { },    /* terminate */
4736 };
4737
4738 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4739 {
4740         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4741         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4742         int zone, tmp = node;
4743         /*
4744          * This routine is called against possible nodes.
4745          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4746          *
4747          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4748          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4749          *       function.
4750          */
4751         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4752                 tmp = -1;
4753         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4754         if (!pn)
4755                 return 1;
4756
4757         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4758                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4759                 lruvec_init(&mz->lruvec, &NODE_DATA(node)->node_zones[zone]);
4760                 mz->usage_in_excess = 0;
4761                 mz->on_tree = false;
4762                 mz->memcg = memcg;
4763         }
4764         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4765         return 0;
4766 }
4767
4768 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4769 {
4770         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4771 }
4772
4773 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4774 {
4775         struct mem_cgroup *memcg;
4776         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4777
4778         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4779         if (size < PAGE_SIZE)
4780                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4781         else
4782                 memcg = vzalloc(size);
4783
4784         if (!memcg)
4785                 return NULL;
4786
4787         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4788         if (!memcg->stat)
4789                 goto out_free;
4790         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4791         return memcg;
4792
4793 out_free:
4794         if (size < PAGE_SIZE)
4795                 kfree(memcg);
4796         else
4797                 vfree(memcg);
4798         return NULL;
4799 }
4800
4801 /*
4802  * Helpers for freeing a vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4803  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4804  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4805  */
4806 static void vfree_work(struct work_struct *work)
4807 {
4808         struct mem_cgroup *memcg;
4809
4810         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4811         vfree(memcg);
4812 }
4813 static void vfree_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4814 {
4815         struct mem_cgroup *memcg;
4816
4817         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4818         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, vfree_work);
4819         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4820 }
4821
4822 /*
4823  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4824  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4825  *
4826  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4827  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4828  * it goes down to 0.
4829  *
4830  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4831  */
4832
4833 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4834 {
4835         int node;
4836
4837         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4838         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4839
4840         for_each_node(node)
4841                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4842
4843         free_percpu(memcg->stat);
4844         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4845                 kfree_rcu(memcg, rcu_freeing);
4846         else
4847                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, vfree_rcu);
4848 }
4849
4850 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4851 {
4852         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4853 }
4854
4855 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4856 {
4857         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4858                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4859                 __mem_cgroup_free(memcg);
4860                 if (parent)
4861                         mem_cgroup_put(parent);
4862         }
4863 }
4864
4865 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4866 {
4867         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4868 }
4869
4870 /*
4871  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4872  */
4873 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4874 {
4875         if (!memcg->res.parent)
4876                 return NULL;
4877         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4878 }
4879 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4880
4881 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4882 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4883 {
4884         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4885                 do_swap_account = 1;
4886 }
4887 #else
4888 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4889 {
4890 }
4891 #endif
4892
4893 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4894 {
4895         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4896         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4897         int tmp, node, zone;
4898
4899         for_each_node(node) {
4900                 tmp = node;
4901                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4902                         tmp = -1;
4903                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4904                 if (!rtpn)
4905                         goto err_cleanup;
4906
4907                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4908
4909                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4910                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4911                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4912                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4913                 }
4914         }
4915         return 0;
4916
4917 err_cleanup:
4918         for_each_node(node) {
4919                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4920                         break;
4921                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4922                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4923         }
4924         return 1;
4925
4926 }
4927
4928 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4929 mem_cgroup_create(struct cgroup *cont)
4930 {
4931         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4932         long error = -ENOMEM;
4933         int node;
4934
4935         memcg = mem_cgroup_alloc();
4936         if (!memcg)
4937                 return ERR_PTR(error);
4938
4939         for_each_node(node)
4940                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4941                         goto free_out;
4942
4943         /* root ? */
4944         if (cont->parent == NULL) {
4945                 int cpu;
4946                 enable_swap_cgroup();
4947                 parent = NULL;
4948                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4949                         goto free_out;
4950                 root_mem_cgroup = memcg;
4951                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4952                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4953                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4954                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4955                 }
4956                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4957         } else {
4958                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4959                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4960                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4961         }
4962
4963         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4964                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4965                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4966                 /*
4967                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4968                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4969                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4970                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
4971                  */
4972                 mem_cgroup_get(parent);
4973         } else {
4974                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
4975                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4976         }
4977         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4978         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4979
4980         if (parent)
4981                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4982         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
4983         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4984         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4985         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4986
4987         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
4988         if (error) {
4989                 /*
4990                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
4991                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
4992                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
4993                  */
4994                 mem_cgroup_put(memcg);
4995                 return ERR_PTR(error);
4996         }
4997         return &memcg->css;
4998 free_out:
4999         __mem_cgroup_free(memcg);
5000         return ERR_PTR(error);
5001 }
5002
5003 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup *cont)
5004 {
5005         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5006
5007         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
5008 }
5009
5010 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
5011 {
5012         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5013
5014         kmem_cgroup_destroy(memcg);
5015
5016         mem_cgroup_put(memcg);
5017 }
5018
5019 #ifdef CONFIG_MMU
5020 /* Handlers for move charge at task migration. */
5021 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5022 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5023 {
5024         int ret = 0;
5025         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5026         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5027
5028         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5029                 mc.precharge += count;
5030                 /* we don't need css_get for root */
5031                 return ret;
5032         }
5033         /* try to charge at once */
5034         if (count > 1) {
5035                 struct res_counter *dummy;
5036                 /*
5037                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5038                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5039                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5040                  * css_get().
5041                  */
5042                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5043                         goto one_by_one;
5044                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5045                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5046                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5047                         goto one_by_one;
5048                 }
5049                 mc.precharge += count;
5050                 return ret;
5051         }
5052 one_by_one:
5053         /* fall back to one by one charge */
5054         while (count--) {
5055                 if (signal_pending(current)) {
5056                         ret = -EINTR;
5057                         break;
5058                 }
5059                 if (!batch_count--) {
5060                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5061                         cond_resched();
5062                 }
5063                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5064                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5065                 if (ret)
5066                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5067                         return ret;
5068                 mc.precharge++;
5069         }
5070         return ret;
5071 }
5072
5073 /**
5074  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5075  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5076  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5077  * @ptent: the pte to be checked
5078  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5079  *
5080  * Returns
5081  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5082  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5083  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5084  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5085  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5086  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5087  *     in target->ent.
5088  *
5089  * Called with pte lock held.
5090  */
5091 union mc_target {
5092         struct page     *page;
5093         swp_entry_t     ent;
5094 };
5095
5096 enum mc_target_type {
5097         MC_TARGET_NONE = 0,
5098         MC_TARGET_PAGE,
5099         MC_TARGET_SWAP,
5100 };
5101
5102 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5103                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5104 {
5105         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5106
5107         if (!page || !page_mapped(page))
5108                 return NULL;
5109         if (PageAnon(page)) {
5110                 /* we don't move shared anon */
5111                 if (!move_anon())
5112                         return NULL;
5113         } else if (!move_file())
5114                 /* we ignore mapcount for file pages */
5115                 return NULL;
5116         if (!get_page_unless_zero(page))
5117                 return NULL;
5118
5119         return page;
5120 }
5121
5122 #ifdef CONFIG_SWAP
5123 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5124                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5125 {
5126         struct page *page = NULL;
5127         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5128
5129         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5130                 return NULL;
5131         /*
5132          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5133          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5134          */
5135         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
5136         if (do_swap_account)
5137                 entry->val = ent.val;
5138
5139         return page;
5140 }
5141 #else
5142 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5143                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5144 {
5145         return NULL;
5146 }
5147 #endif
5148
5149 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5150                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5151 {
5152         struct page *page = NULL;
5153         struct address_space *mapping;
5154         pgoff_t pgoff;
5155
5156         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5157                 return NULL;
5158         if (!move_file())
5159                 return NULL;
5160
5161         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5162         if (pte_none(ptent))
5163                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5164         else /* pte_file(ptent) is true */
5165                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5166
5167         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5168         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5169
5170 #ifdef CONFIG_SWAP
5171         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5172         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5173                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5174                 if (do_swap_account)
5175                         *entry = swap;
5176                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5177         }
5178 #endif
5179         return page;
5180 }
5181
5182 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5183                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5184 {
5185         struct page *page = NULL;
5186         struct page_cgroup *pc;
5187         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5188         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5189
5190         if (pte_present(ptent))
5191                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5192         else if (is_swap_pte(ptent))
5193                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5194         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5195                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5196
5197         if (!page && !ent.val)
5198                 return ret;
5199         if (page) {
5200                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5201                 /*
5202                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5203                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5204                  * the lock.
5205                  */
5206                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5207                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5208                         if (target)
5209                                 target->page = page;
5210                 }
5211                 if (!ret || !target)
5212                         put_page(page);
5213         }
5214         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5215         if (ent.val && !ret &&
5216                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5217                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5218                 if (target)
5219                         target->ent = ent;
5220         }
5221         return ret;
5222 }
5223
5224 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5225 /*
5226  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5227  * support them for now.
5228  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5229  */
5230 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5231                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5232 {
5233         struct page *page = NULL;
5234         struct page_cgroup *pc;
5235         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5236
5237         page = pmd_page(pmd);
5238         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5239         if (!move_anon())
5240                 return ret;
5241         pc = lookup_page_cgroup(page);
5242         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5243                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5244                 if (target) {
5245                         get_page(page);
5246                         target->page = page;
5247                 }
5248         }
5249         return ret;
5250 }
5251 #else
5252 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5253                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5254 {
5255         return MC_TARGET_NONE;
5256 }
5257 #endif
5258
5259 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5260                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5261                                         struct mm_walk *walk)
5262 {
5263         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5264         pte_t *pte;
5265         spinlock_t *ptl;
5266
5267         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5268                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5269                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5270                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5271                 return 0;
5272         }
5273
5274         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5275                 return 0;
5276         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5277         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5278                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5279                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5280         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5281         cond_resched();
5282
5283         return 0;
5284 }
5285
5286 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5287 {
5288         unsigned long precharge;
5289         struct vm_area_struct *vma;
5290
5291         down_read(&mm->mmap_sem);
5292         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5293                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5294                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5295                         .mm = mm,
5296                         .private = vma,
5297                 };
5298                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5299                         continue;
5300                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5301                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5302         }
5303         up_read(&mm->mmap_sem);
5304
5305         precharge = mc.precharge;
5306         mc.precharge = 0;
5307
5308         return precharge;
5309 }
5310
5311 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5312 {
5313         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5314
5315         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5316         mc.moving_task = current;
5317         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5318 }
5319
5320 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5321 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5322 {
5323         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5324         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5325
5326         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5327         if (mc.precharge) {
5328                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5329                 mc.precharge = 0;
5330         }
5331         /*
5332          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5333          * we must uncharge here.
5334          */
5335         if (mc.moved_charge) {
5336                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5337                 mc.moved_charge = 0;
5338         }
5339         /* we must fixup refcnts and charges */
5340         if (mc.moved_swap) {
5341                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5342                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5343                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5344                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5345                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5346
5347                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5348                         /*
5349                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5350                          * uncharge to->res.
5351                          */
5352                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5353                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5354                 }
5355                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5356                 mc.moved_swap = 0;
5357         }
5358         memcg_oom_recover(from);
5359         memcg_oom_recover(to);
5360         wake_up_all(&mc.waitq);
5361 }
5362
5363 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5364 {
5365         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5366
5367         /*
5368          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5369          * task migration.
5370          */
5371         mc.moving_task = NULL;
5372         __mem_cgroup_clear_mc();
5373         spin_lock(&mc.lock);
5374         mc.from = NULL;
5375         mc.to = NULL;
5376         spin_unlock(&mc.lock);
5377         mem_cgroup_end_move(from);
5378 }
5379
5380 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5381                                  struct cgroup_taskset *tset)
5382 {
5383         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5384         int ret = 0;
5385         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5386
5387         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5388                 struct mm_struct *mm;
5389                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5390
5391                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5392
5393                 mm = get_task_mm(p);
5394                 if (!mm)
5395                         return 0;
5396                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5397                 if (mm->owner == p) {
5398                         VM_BUG_ON(mc.from);
5399                         VM_BUG_ON(mc.to);
5400                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5401                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5402                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5403                         mem_cgroup_start_move(from);
5404                         spin_lock(&mc.lock);
5405                         mc.from = from;
5406                         mc.to = memcg;
5407                         spin_unlock(&mc.lock);
5408                         /* We set mc.moving_task later */
5409
5410                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5411                         if (ret)
5412                                 mem_cgroup_clear_mc();
5413                 }
5414                 mmput(mm);
5415         }
5416         return ret;
5417 }
5418
5419 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5420                                      struct cgroup_taskset *tset)
5421 {
5422         mem_cgroup_clear_mc();
5423 }
5424
5425 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5426                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5427                                 struct mm_walk *walk)
5428 {
5429         int ret = 0;
5430         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5431         pte_t *pte;
5432         spinlock_t *ptl;
5433         enum mc_target_type target_type;
5434         union mc_target target;
5435         struct page *page;
5436         struct page_cgroup *pc;
5437
5438         /*
5439          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5440          * happens because:
5441          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5442          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5443          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5444          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5445          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5446          *    part of thp split is not executed yet.
5447          */
5448         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5449                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5450                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5451                         return 0;
5452                 }
5453                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5454                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5455                         page = target.page;
5456                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5457                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5458                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5459                                                              pc, mc.from, mc.to,
5460                                                              false)) {
5461                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5462                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5463                                 }
5464                                 putback_lru_page(page);
5465                         }
5466                         put_page(page);
5467                 }
5468                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5469                 return 0;
5470         }
5471
5472         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5473                 return 0;
5474 retry:
5475         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5476         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5477                 pte_t ptent = *(pte++);
5478                 swp_entry_t ent;
5479
5480                 if (!mc.precharge)
5481                         break;
5482
5483                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5484                 case MC_TARGET_PAGE:
5485                         page = target.page;
5486                         if (isolate_lru_page(page))
5487                                 goto put;
5488                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5489                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5490                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5491                                 mc.precharge--;
5492                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5493                                 mc.moved_charge++;
5494                         }
5495                         putback_lru_page(page);
5496 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5497                         put_page(page);
5498                         break;
5499                 case MC_TARGET_SWAP:
5500                         ent = target.ent;
5501                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5502                                 mc.precharge--;
5503                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5504                                 mc.moved_swap++;
5505                         }
5506                         break;
5507                 default:
5508                         break;
5509                 }
5510         }
5511         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5512         cond_resched();
5513
5514         if (addr != end) {
5515                 /*
5516                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5517                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5518                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5519                  * phase.
5520                  */
5521                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5522                 if (!ret)
5523                         goto retry;
5524         }
5525
5526         return ret;
5527 }
5528
5529 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5530 {
5531         struct vm_area_struct *vma;
5532
5533         lru_add_drain_all();
5534 retry:
5535         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5536                 /*
5537                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5538                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5539                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5540                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5541                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5542                  */
5543                 __mem_cgroup_clear_mc();
5544                 cond_resched();
5545                 goto retry;
5546         }
5547         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5548                 int ret;
5549                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5550                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5551                         .mm = mm,
5552                         .private = vma,
5553                 };
5554                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5555                         continue;
5556                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5557                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5558                 if (ret)
5559                         /*
5560                          * means we have consumed all precharges and failed in
5561                          * doing additional charge. Just abandon here.
5562                          */
5563                         break;
5564         }
5565         up_read(&mm->mmap_sem);
5566 }
5567
5568 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5569                                  struct cgroup_taskset *tset)
5570 {
5571         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5572         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5573
5574         if (mm) {
5575                 if (mc.to)
5576                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5577                 mmput(mm);
5578         }
5579         if (mc.to)
5580                 mem_cgroup_clear_mc();
5581 }
5582 #else   /* !CONFIG_MMU */
5583 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5584                                  struct cgroup_taskset *tset)
5585 {
5586         return 0;
5587 }
5588 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5589                                      struct cgroup_taskset *tset)
5590 {
5591 }
5592 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5593                                  struct cgroup_taskset *tset)
5594 {
5595 }
5596 #endif
5597
5598 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5599         .name = "memory",
5600         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5601         .create = mem_cgroup_create,
5602         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5603         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5604         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5605         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5606         .attach = mem_cgroup_move_task,
5607         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
5608         .early_init = 0,
5609         .use_id = 1,
5610         .__DEPRECATED_clear_css_refs = true,
5611 };
5612
5613 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5614 static int __init enable_swap_account(char *s)
5615 {
5616         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5617         if (!strcmp(s, "1"))
5618                 really_do_swap_account = 1;
5619         else if (!strcmp(s, "0"))
5620                 really_do_swap_account = 0;
5621         return 1;
5622 }
5623 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5624
5625 #endif