a68db296ada663b39dffd8b9f63d91bfe75fd3cb
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/mutex.h>
38 #include <linux/rbtree.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/tcp_memcontrol.h>
55
56 #include <asm/uaccess.h>
57
58 #include <trace/events/vmscan.h>
59
60 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
61 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
62 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
63
64 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
65 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
66 int do_swap_account __read_mostly;
67
68 /* for remember boot option*/
69 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
70 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
71 #else
72 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
73 #endif
74
75 #else
76 #define do_swap_account         0
77 #endif
78
79
80 /*
81  * Statistics for memory cgroup.
82  */
83 enum mem_cgroup_stat_index {
84         /*
85          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
86          */
87         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
88         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
89         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
90         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
91         MEM_CGROUP_STAT_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 mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1212 {
1213         unsigned long inactive_ratio;
1214         int nid = zone_to_nid(zone);
1215         int zid = zone_idx(zone);
1216         unsigned long inactive;
1217         unsigned long active;
1218         unsigned long gb;
1219
1220         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1221                                                 BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1222         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1223                                               BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1224
1225         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1226         if (gb)
1227                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1228         else
1229                 inactive_ratio = 1;
1230
1231         return inactive * inactive_ratio < active;
1232 }
1233
1234 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1235 {
1236         unsigned long active;
1237         unsigned long inactive;
1238         int zid = zone_idx(zone);
1239         int nid = zone_to_nid(zone);
1240
1241         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1242                                                 BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1243         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1244                                               BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1245
1246         return (active > inactive);
1247 }
1248
1249 struct zone_reclaim_stat *
1250 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1251 {
1252         struct page_cgroup *pc;
1253         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1254
1255         if (mem_cgroup_disabled())
1256                 return NULL;
1257
1258         pc = lookup_page_cgroup(page);
1259         if (!PageCgroupUsed(pc))
1260                 return NULL;
1261         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1262         smp_rmb();
1263         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1264         return &mz->lruvec.reclaim_stat;
1265 }
1266
1267 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1268         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1269
1270 /**
1271  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1272  * @mem: the memory cgroup
1273  *
1274  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1275  * pages.
1276  */
1277 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1278 {
1279         unsigned long long margin;
1280
1281         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1282         if (do_swap_account)
1283                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1284         return margin >> PAGE_SHIFT;
1285 }
1286
1287 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1288 {
1289         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1290
1291         /* root ? */
1292         if (cgrp->parent == NULL)
1293                 return vm_swappiness;
1294
1295         return memcg->swappiness;
1296 }
1297
1298 /*
1299  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1300  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1301  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1302  * rcu_read_lock(), like this:
1303  *
1304  *         CPU-A                                    CPU-B
1305  *                                              rcu_read_lock()
1306  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1307  *                                                   take heavy locks.
1308  *         synchronize_rcu()                    update something.
1309  *                                              rcu_read_unlock()
1310  *         start move here.
1311  */
1312
1313 /* for quick checking without looking up memcg */
1314 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1315
1316 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1317 {
1318         atomic_inc(&memcg_moving);
1319         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1320         synchronize_rcu();
1321 }
1322
1323 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1324 {
1325         /*
1326          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1327          * We check NULL in callee rather than caller.
1328          */
1329         if (memcg) {
1330                 atomic_dec(&memcg_moving);
1331                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1332         }
1333 }
1334
1335 /*
1336  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1337  *
1338  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1339  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1340  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1341  *
1342  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1343  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1344  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1345  */
1346
1347 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1348 {
1349         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1350         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1351 }
1352
1353 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1354 {
1355         struct mem_cgroup *from;
1356         struct mem_cgroup *to;
1357         bool ret = false;
1358         /*
1359          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1360          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1361          */
1362         spin_lock(&mc.lock);
1363         from = mc.from;
1364         to = mc.to;
1365         if (!from)
1366                 goto unlock;
1367
1368         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1369                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1370 unlock:
1371         spin_unlock(&mc.lock);
1372         return ret;
1373 }
1374
1375 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1376 {
1377         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1378                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1379                         DEFINE_WAIT(wait);
1380                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1381                         /* moving charge context might have finished. */
1382                         if (mc.moving_task)
1383                                 schedule();
1384                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1385                         return true;
1386                 }
1387         }
1388         return false;
1389 }
1390
1391 /*
1392  * Take this lock when
1393  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1394  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1395  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1396  */
1397 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1398                                   unsigned long *flags)
1399 {
1400         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1401 }
1402
1403 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1404                                 unsigned long *flags)
1405 {
1406         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1407 }
1408
1409 /**
1410  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1411  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1412  * @p: Task that is going to be killed
1413  *
1414  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1415  * enabled
1416  */
1417 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1418 {
1419         struct cgroup *task_cgrp;
1420         struct cgroup *mem_cgrp;
1421         /*
1422          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1423          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1424          * If this assumption is broken, revisit this code.
1425          */
1426         static char memcg_name[PATH_MAX];
1427         int ret;
1428
1429         if (!memcg || !p)
1430                 return;
1431
1432         rcu_read_lock();
1433
1434         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1435         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1436
1437         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1438         if (ret < 0) {
1439                 /*
1440                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1441                  * But we'll still print out the usage information
1442                  */
1443                 rcu_read_unlock();
1444                 goto done;
1445         }
1446         rcu_read_unlock();
1447
1448         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1449
1450         rcu_read_lock();
1451         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1452         if (ret < 0) {
1453                 rcu_read_unlock();
1454                 goto done;
1455         }
1456         rcu_read_unlock();
1457
1458         /*
1459          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1460          */
1461         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1462 done:
1463
1464         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1465                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1466                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1467                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1468         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1469                 "failcnt %llu\n",
1470                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1471                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1472                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1473 }
1474
1475 /*
1476  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1477  * 1(self count) if no children.
1478  */
1479 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1480 {
1481         int num = 0;
1482         struct mem_cgroup *iter;
1483
1484         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1485                 num++;
1486         return num;
1487 }
1488
1489 /*
1490  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1491  */
1492 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1493 {
1494         u64 limit;
1495         u64 memsw;
1496
1497         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1498         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1499
1500         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1501         /*
1502          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1503          * to this memcg, return that limit.
1504          */
1505         return min(limit, memsw);
1506 }
1507
1508 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1509                                         gfp_t gfp_mask,
1510                                         unsigned long flags)
1511 {
1512         unsigned long total = 0;
1513         bool noswap = false;
1514         int loop;
1515
1516         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1517                 noswap = true;
1518         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1519                 noswap = true;
1520
1521         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1522                 if (loop)
1523                         drain_all_stock_async(memcg);
1524                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1525                 /*
1526                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1527                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1528                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1529                  */
1530                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1531                         break;
1532                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1533                         break;
1534                 /*
1535                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1536                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1537                  */
1538                 if (loop && !total)
1539                         break;
1540         }
1541         return total;
1542 }
1543
1544 /**
1545  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1546  * @mem: the target memcg
1547  * @nid: the node ID to be checked.
1548  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1549  *
1550  * This function returns whether the specified memcg contains any
1551  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1552  * pages in the node.
1553  */
1554 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1555                 int nid, bool noswap)
1556 {
1557         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1558                 return true;
1559         if (noswap || !total_swap_pages)
1560                 return false;
1561         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1562                 return true;
1563         return false;
1564
1565 }
1566 #if MAX_NUMNODES > 1
1567
1568 /*
1569  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1570  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1571  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1572  *
1573  */
1574 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1575 {
1576         int nid;
1577         /*
1578          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1579          * pagein/pageout changes since the last update.
1580          */
1581         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1582                 return;
1583         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1584                 return;
1585
1586         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1587         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1588
1589         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1590
1591                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1592                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1593         }
1594
1595         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1596         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1597 }
1598
1599 /*
1600  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1601  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1602  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1603  *
1604  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1605  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1606  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1607  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1608  *
1609  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1610  */
1611 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1612 {
1613         int node;
1614
1615         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1616         node = memcg->last_scanned_node;
1617
1618         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1619         if (node == MAX_NUMNODES)
1620                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1621         /*
1622          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1623          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1624          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1625          * we use curret node.
1626          */
1627         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1628                 node = numa_node_id();
1629
1630         memcg->last_scanned_node = node;
1631         return node;
1632 }
1633
1634 /*
1635  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1636  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1637  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1638  * enough new information. We need to do double check.
1639  */
1640 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1641 {
1642         int nid;
1643
1644         /*
1645          * quick check...making use of scan_node.
1646          * We can skip unused nodes.
1647          */
1648         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1649                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1650                      nid < MAX_NUMNODES;
1651                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1652
1653                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1654                                 return true;
1655                 }
1656         }
1657         /*
1658          * Check rest of nodes.
1659          */
1660         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1661                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1662                         continue;
1663                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1664                         return true;
1665         }
1666         return false;
1667 }
1668
1669 #else
1670 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1671 {
1672         return 0;
1673 }
1674
1675 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1676 {
1677         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1678 }
1679 #endif
1680
1681 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1682                                    struct zone *zone,
1683                                    gfp_t gfp_mask,
1684                                    unsigned long *total_scanned)
1685 {
1686         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1687         int total = 0;
1688         int loop = 0;
1689         unsigned long excess;
1690         unsigned long nr_scanned;
1691         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1692                 .zone = zone,
1693                 .priority = 0,
1694         };
1695
1696         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1697
1698         while (1) {
1699                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1700                 if (!victim) {
1701                         loop++;
1702                         if (loop >= 2) {
1703                                 /*
1704                                  * If we have not been able to reclaim
1705                                  * anything, it might because there are
1706                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1707                                  */
1708                                 if (!total)
1709                                         break;
1710                                 /*
1711                                  * We want to do more targeted reclaim.
1712                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1713                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1714                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1715                                  */
1716                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1717                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1718                                         break;
1719                         }
1720                         continue;
1721                 }
1722                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1723                         continue;
1724                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1725                                                      zone, &nr_scanned);
1726                 *total_scanned += nr_scanned;
1727                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1728                         break;
1729         }
1730         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1731         return total;
1732 }
1733
1734 /*
1735  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1736  * If someone is running, return false.
1737  * Has to be called with memcg_oom_lock
1738  */
1739 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1740 {
1741         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1742
1743         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1744                 if (iter->oom_lock) {
1745                         /*
1746                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1747                          * so we cannot give a lock.
1748                          */
1749                         failed = iter;
1750                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1751                         break;
1752                 } else
1753                         iter->oom_lock = true;
1754         }
1755
1756         if (!failed)
1757                 return true;
1758
1759         /*
1760          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1761          * what we set up to the failing subtree
1762          */
1763         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1764                 if (iter == failed) {
1765                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1766                         break;
1767                 }
1768                 iter->oom_lock = false;
1769         }
1770         return false;
1771 }
1772
1773 /*
1774  * Has to be called with memcg_oom_lock
1775  */
1776 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1777 {
1778         struct mem_cgroup *iter;
1779
1780         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1781                 iter->oom_lock = false;
1782         return 0;
1783 }
1784
1785 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1786 {
1787         struct mem_cgroup *iter;
1788
1789         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1790                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1791 }
1792
1793 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1794 {
1795         struct mem_cgroup *iter;
1796
1797         /*
1798          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1799          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1800          * atomic_add_unless() here.
1801          */
1802         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1803                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1804 }
1805
1806 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1807 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1808
1809 struct oom_wait_info {
1810         struct mem_cgroup *memcg;
1811         wait_queue_t    wait;
1812 };
1813
1814 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1815         unsigned mode, int sync, void *arg)
1816 {
1817         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1818         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1819         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1820
1821         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1822         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1823
1824         /*
1825          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1826          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1827          */
1828         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1829                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1830                 return 0;
1831         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1832 }
1833
1834 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1835 {
1836         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1837         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1838 }
1839
1840 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1841 {
1842         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1843                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1844 }
1845
1846 /*
1847  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1848  */
1849 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1850                                   int order)
1851 {
1852         struct oom_wait_info owait;
1853         bool locked, need_to_kill;
1854
1855         owait.memcg = memcg;
1856         owait.wait.flags = 0;
1857         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1858         owait.wait.private = current;
1859         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1860         need_to_kill = true;
1861         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1862
1863         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1864         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1865         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1866         /*
1867          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1868          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1869          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1870          */
1871         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1872         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1873                 need_to_kill = false;
1874         if (locked)
1875                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1876         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1877
1878         if (need_to_kill) {
1879                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1880                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1881         } else {
1882                 schedule();
1883                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1884         }
1885         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1886         if (locked)
1887                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1888         memcg_wakeup_oom(memcg);
1889         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1890
1891         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1892
1893         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1894                 return false;
1895         /* Give chance to dying process */
1896         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1897         return true;
1898 }
1899
1900 /*
1901  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1902  * generalized to update other statistics as well.
1903  *
1904  * Notes: Race condition
1905  *
1906  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1907  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1908  * to do so _always_.
1909  *
1910  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1911  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1912  * are no race with "charge".
1913  *
1914  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1915  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1916  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1917  * by flags.
1918  *
1919  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1920  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1921  * If there is, we take a lock.
1922  */
1923
1924 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1925                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1926 {
1927         struct mem_cgroup *memcg;
1928         struct page_cgroup *pc;
1929
1930         pc = lookup_page_cgroup(page);
1931 again:
1932         memcg = pc->mem_cgroup;
1933         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1934                 return;
1935         /*
1936          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1937          * need to take move_lock_page_cgroup(). Because we already hold
1938          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1939          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1940          */
1941         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
1942                 return;
1943
1944         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
1945         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
1946                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
1947                 goto again;
1948         }
1949         *locked = true;
1950 }
1951
1952 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
1953 {
1954         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1955
1956         /*
1957          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
1958          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
1959          * should take move_lock_page_cgroup().
1960          */
1961         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
1962 }
1963
1964 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1965                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1966 {
1967         struct mem_cgroup *memcg;
1968         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1969         unsigned long uninitialized_var(flags);
1970
1971         if (mem_cgroup_disabled())
1972                 return;
1973
1974         memcg = pc->mem_cgroup;
1975         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1976                 return;
1977
1978         switch (idx) {
1979         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1980                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1981                 break;
1982         default:
1983                 BUG();
1984         }
1985
1986         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
1987 }
1988
1989 /*
1990  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1991  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1992  */
1993 #define CHARGE_BATCH    32U
1994 struct memcg_stock_pcp {
1995         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1996         unsigned int nr_pages;
1997         struct work_struct work;
1998         unsigned long flags;
1999 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2000 };
2001 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2002 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2003
2004 /*
2005  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2006  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2007  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2008  * refilled.
2009  */
2010 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2011 {
2012         struct memcg_stock_pcp *stock;
2013         bool ret = true;
2014
2015         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2016         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2017                 stock->nr_pages--;
2018         else /* need to call res_counter_charge */
2019                 ret = false;
2020         put_cpu_var(memcg_stock);
2021         return ret;
2022 }
2023
2024 /*
2025  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2026  */
2027 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2028 {
2029         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2030
2031         if (stock->nr_pages) {
2032                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2033
2034                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2035                 if (do_swap_account)
2036                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2037                 stock->nr_pages = 0;
2038         }
2039         stock->cached = NULL;
2040 }
2041
2042 /*
2043  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2044  * a thread which is pinned to local cpu.
2045  */
2046 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2047 {
2048         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2049         drain_stock(stock);
2050         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2051 }
2052
2053 /*
2054  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2055  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2056  */
2057 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2058 {
2059         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2060
2061         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2062                 drain_stock(stock);
2063                 stock->cached = memcg;
2064         }
2065         stock->nr_pages += nr_pages;
2066         put_cpu_var(memcg_stock);
2067 }
2068
2069 /*
2070  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2071  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2072  * until the work is done.
2073  */
2074 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2075 {
2076         int cpu, curcpu;
2077
2078         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2079         get_online_cpus();
2080         curcpu = get_cpu();
2081         for_each_online_cpu(cpu) {
2082                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2083                 struct mem_cgroup *memcg;
2084
2085                 memcg = stock->cached;
2086                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2087                         continue;
2088                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2089                         continue;
2090                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2091                         if (cpu == curcpu)
2092                                 drain_local_stock(&stock->work);
2093                         else
2094                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2095                 }
2096         }
2097         put_cpu();
2098
2099         if (!sync)
2100                 goto out;
2101
2102         for_each_online_cpu(cpu) {
2103                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2104                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2105                         flush_work(&stock->work);
2106         }
2107 out:
2108         put_online_cpus();
2109 }
2110
2111 /*
2112  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2113  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2114  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2115  * it.
2116  */
2117 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2118 {
2119         /*
2120          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2121          */
2122         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2123                 return;
2124         drain_all_stock(root_memcg, false);
2125         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2126 }
2127
2128 /* This is a synchronous drain interface. */
2129 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2130 {
2131         /* called when force_empty is called */
2132         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2133         drain_all_stock(root_memcg, true);
2134         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2135 }
2136
2137 /*
2138  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2139  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2140  */
2141 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2142 {
2143         int i;
2144
2145         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2146         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2147                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2148
2149                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2150                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2151         }
2152         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2153                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2154
2155                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2156                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2157         }
2158         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2159 }
2160
2161 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2162                                         unsigned long action,
2163                                         void *hcpu)
2164 {
2165         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2166         struct memcg_stock_pcp *stock;
2167         struct mem_cgroup *iter;
2168
2169         if (action == CPU_ONLINE)
2170                 return NOTIFY_OK;
2171
2172         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2173                 return NOTIFY_OK;
2174
2175         for_each_mem_cgroup(iter)
2176                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2177
2178         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2179         drain_stock(stock);
2180         return NOTIFY_OK;
2181 }
2182
2183
2184 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2185 enum {
2186         CHARGE_OK,              /* success */
2187         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2188         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2189         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2190         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2191 };
2192
2193 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2194                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2195 {
2196         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2197         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2198         struct res_counter *fail_res;
2199         unsigned long flags = 0;
2200         int ret;
2201
2202         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2203
2204         if (likely(!ret)) {
2205                 if (!do_swap_account)
2206                         return CHARGE_OK;
2207                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2208                 if (likely(!ret))
2209                         return CHARGE_OK;
2210
2211                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2212                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2213                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2214         } else
2215                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2216         /*
2217          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2218          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2219          *
2220          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2221          * single page instead.
2222          */
2223         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2224                 return CHARGE_RETRY;
2225
2226         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2227                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2228
2229         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2230         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2231                 return CHARGE_RETRY;
2232         /*
2233          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2234          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2235          * before killing the task.
2236          *
2237          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2238          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2239          * to regular pages anyway in case of failure.
2240          */
2241         if (nr_pages == 1 && ret)
2242                 return CHARGE_RETRY;
2243
2244         /*
2245          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2246          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2247          */
2248         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2249                 return CHARGE_RETRY;
2250
2251         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2252         if (!oom_check)
2253                 return CHARGE_NOMEM;
2254         /* check OOM */
2255         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2256                 return CHARGE_OOM_DIE;
2257
2258         return CHARGE_RETRY;
2259 }
2260
2261 /*
2262  * __mem_cgroup_try_charge() does
2263  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2264  * 2. update res_counter
2265  * 3. call memory reclaim if necessary.
2266  *
2267  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2268  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2269  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2270  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2271  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2272  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2273  *
2274  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2275  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2276  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2277  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2278  *
2279  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2280  * the oom-killer can be invoked.
2281  */
2282 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2283                                    gfp_t gfp_mask,
2284                                    unsigned int nr_pages,
2285                                    struct mem_cgroup **ptr,
2286                                    bool oom)
2287 {
2288         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2289         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2290         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2291         int ret;
2292
2293         /*
2294          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2295          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2296          * MEMDIE process.
2297          */
2298         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2299                      || fatal_signal_pending(current)))
2300                 goto bypass;
2301
2302         /*
2303          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2304          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2305          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2306          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2307          */
2308         if (!*ptr && !mm)
2309                 *ptr = root_mem_cgroup;
2310 again:
2311         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2312                 memcg = *ptr;
2313                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2314                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2315                         goto done;
2316                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2317                         goto done;
2318                 css_get(&memcg->css);
2319         } else {
2320                 struct task_struct *p;
2321
2322                 rcu_read_lock();
2323                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2324                 /*
2325                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2326                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2327                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2328                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2329                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2330                  * small race, here.
2331                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2332                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2333                  */
2334                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2335                 if (!memcg)
2336                         memcg = root_mem_cgroup;
2337                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2338                         rcu_read_unlock();
2339                         goto done;
2340                 }
2341                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2342                         /*
2343                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2344                          * But considering how consume_stok works, it's not
2345                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2346                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2347                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2348                          * calling consume_stock().
2349                          */
2350                         rcu_read_unlock();
2351                         goto done;
2352                 }
2353                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2354                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2355                         rcu_read_unlock();
2356                         goto again;
2357                 }
2358                 rcu_read_unlock();
2359         }
2360
2361         do {
2362                 bool oom_check;
2363
2364                 /* If killed, bypass charge */
2365                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2366                         css_put(&memcg->css);
2367                         goto bypass;
2368                 }
2369
2370                 oom_check = false;
2371                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2372                         oom_check = true;
2373                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2374                 }
2375
2376                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2377                 switch (ret) {
2378                 case CHARGE_OK:
2379                         break;
2380                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2381                         batch = nr_pages;
2382                         css_put(&memcg->css);
2383                         memcg = NULL;
2384                         goto again;
2385                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2386                         css_put(&memcg->css);
2387                         goto nomem;
2388                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2389                         if (!oom) {
2390                                 css_put(&memcg->css);
2391                                 goto nomem;
2392                         }
2393                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2394                         nr_oom_retries--;
2395                         break;
2396                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2397                         css_put(&memcg->css);
2398                         goto bypass;
2399                 }
2400         } while (ret != CHARGE_OK);
2401
2402         if (batch > nr_pages)
2403                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2404         css_put(&memcg->css);
2405 done:
2406         *ptr = memcg;
2407         return 0;
2408 nomem:
2409         *ptr = NULL;
2410         return -ENOMEM;
2411 bypass:
2412         *ptr = root_mem_cgroup;
2413         return -EINTR;
2414 }
2415
2416 /*
2417  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2418  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2419  * gotten by try_charge().
2420  */
2421 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2422                                        unsigned int nr_pages)
2423 {
2424         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2425                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2426
2427                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2428                 if (do_swap_account)
2429                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2430         }
2431 }
2432
2433 /*
2434  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2435  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2436  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2437  * memcg.)
2438  */
2439 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2440 {
2441         struct cgroup_subsys_state *css;
2442
2443         /* ID 0 is unused ID */
2444         if (!id)
2445                 return NULL;
2446         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2447         if (!css)
2448                 return NULL;
2449         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2450 }
2451
2452 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2453 {
2454         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2455         struct page_cgroup *pc;
2456         unsigned short id;
2457         swp_entry_t ent;
2458
2459         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2460
2461         pc = lookup_page_cgroup(page);
2462         lock_page_cgroup(pc);
2463         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2464                 memcg = pc->mem_cgroup;
2465                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2466                         memcg = NULL;
2467         } else if (PageSwapCache(page)) {
2468                 ent.val = page_private(page);
2469                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2470                 rcu_read_lock();
2471                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2472                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2473                         memcg = NULL;
2474                 rcu_read_unlock();
2475         }
2476         unlock_page_cgroup(pc);
2477         return memcg;
2478 }
2479
2480 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2481                                        struct page *page,
2482                                        unsigned int nr_pages,
2483                                        enum charge_type ctype,
2484                                        bool lrucare)
2485 {
2486         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2487         struct zone *uninitialized_var(zone);
2488         bool was_on_lru = false;
2489         bool anon;
2490
2491         lock_page_cgroup(pc);
2492         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2493                 unlock_page_cgroup(pc);
2494                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2495                 return;
2496         }
2497         /*
2498          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2499          * accessed by any other context at this point.
2500          */
2501
2502         /*
2503          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2504          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2505          */
2506         if (lrucare) {
2507                 zone = page_zone(page);
2508                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2509                 if (PageLRU(page)) {
2510                         ClearPageLRU(page);
2511                         del_page_from_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2512                         was_on_lru = true;
2513                 }
2514         }
2515
2516         pc->mem_cgroup = memcg;
2517         /*
2518          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2519          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2520          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2521          * before USED bit, we need memory barrier here.
2522          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2523          */
2524         smp_wmb();
2525         SetPageCgroupUsed(pc);
2526
2527         if (lrucare) {
2528                 if (was_on_lru) {
2529                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2530                         SetPageLRU(page);
2531                         add_page_to_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2532                 }
2533                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2534         }
2535
2536         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED)
2537                 anon = true;
2538         else
2539                 anon = false;
2540
2541         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2542         unlock_page_cgroup(pc);
2543
2544         /*
2545          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2546          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2547          * if they exceeds softlimit.
2548          */
2549         memcg_check_events(memcg, page);
2550 }
2551
2552 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2553
2554 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
2555 /*
2556  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2557  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2558  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2559  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2560  */
2561 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2562 {
2563         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2564         struct page_cgroup *pc;
2565         int i;
2566
2567         if (mem_cgroup_disabled())
2568                 return;
2569         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2570                 pc = head_pc + i;
2571                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2572                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2573                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2574         }
2575 }
2576 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2577
2578 /**
2579  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2580  * @page: the page
2581  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2582  * @pc: page_cgroup of the page.
2583  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2584  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2585  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2586  *
2587  * The caller must confirm following.
2588  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2589  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2590  *
2591  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2592  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2593  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2594  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2595  */
2596 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2597                                    unsigned int nr_pages,
2598                                    struct page_cgroup *pc,
2599                                    struct mem_cgroup *from,
2600                                    struct mem_cgroup *to,
2601                                    bool uncharge)
2602 {
2603         unsigned long flags;
2604         int ret;
2605         bool anon = PageAnon(page);
2606
2607         VM_BUG_ON(from == to);
2608         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2609         /*
2610          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2611          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2612          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2613          * hold it.
2614          */
2615         ret = -EBUSY;
2616         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2617                 goto out;
2618
2619         lock_page_cgroup(pc);
2620
2621         ret = -EINVAL;
2622         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2623                 goto unlock;
2624
2625         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2626
2627         if (!anon && page_mapped(page)) {
2628                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2629                 preempt_disable();
2630                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2631                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2632                 preempt_enable();
2633         }
2634         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2635         if (uncharge)
2636                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2637                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2638
2639         /* caller should have done css_get */
2640         pc->mem_cgroup = to;
2641         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2642         /*
2643          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2644          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2645          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2646          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2647          * status here.
2648          */
2649         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2650         ret = 0;
2651 unlock:
2652         unlock_page_cgroup(pc);
2653         /*
2654          * check events
2655          */
2656         memcg_check_events(to, page);
2657         memcg_check_events(from, page);
2658 out:
2659         return ret;
2660 }
2661
2662 /*
2663  * move charges to its parent.
2664  */
2665
2666 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2667                                   struct page_cgroup *pc,
2668                                   struct mem_cgroup *child,
2669                                   gfp_t gfp_mask)
2670 {
2671         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2672         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2673         struct mem_cgroup *parent;
2674         unsigned int nr_pages;
2675         unsigned long uninitialized_var(flags);
2676         int ret;
2677
2678         /* Is ROOT ? */
2679         if (!pcg)
2680                 return -EINVAL;
2681
2682         ret = -EBUSY;
2683         if (!get_page_unless_zero(page))
2684                 goto out;
2685         if (isolate_lru_page(page))
2686                 goto put;
2687
2688         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2689
2690         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2691         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2692         if (ret)
2693                 goto put_back;
2694
2695         if (nr_pages > 1)
2696                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2697
2698         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2699         if (ret)
2700                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2701
2702         if (nr_pages > 1)
2703                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2704 put_back:
2705         putback_lru_page(page);
2706 put:
2707         put_page(page);
2708 out:
2709         return ret;
2710 }
2711
2712 /*
2713  * Charge the memory controller for page usage.
2714  * Return
2715  * 0 if the charge was successful
2716  * < 0 if the cgroup is over its limit
2717  */
2718 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2719                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2720 {
2721         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2722         unsigned int nr_pages = 1;
2723         bool oom = true;
2724         int ret;
2725
2726         if (PageTransHuge(page)) {
2727                 nr_pages <<= compound_order(page);
2728                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2729                 /*
2730                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2731                  * fault handler will fall back to regular pages.
2732                  */
2733                 oom = false;
2734         }
2735
2736         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2737         if (ret == -ENOMEM)
2738                 return ret;
2739         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2740         return 0;
2741 }
2742
2743 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2744                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2745 {
2746         if (mem_cgroup_disabled())
2747                 return 0;
2748         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2749         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2750         VM_BUG_ON(!mm);
2751         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2752                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2753 }
2754
2755 static void
2756 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2757                                         enum charge_type ctype);
2758
2759 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2760                                 gfp_t gfp_mask)
2761 {
2762         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2763         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2764         int ret;
2765
2766         if (mem_cgroup_disabled())
2767                 return 0;
2768         if (PageCompound(page))
2769                 return 0;
2770
2771         if (unlikely(!mm))
2772                 mm = &init_mm;
2773         if (!page_is_file_cache(page))
2774                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2775
2776         if (!PageSwapCache(page))
2777                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2778         else { /* page is swapcache/shmem */
2779                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2780                 if (!ret)
2781                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2782         }
2783         return ret;
2784 }
2785
2786 /*
2787  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2788  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2789  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2790  * "commit()" or removed by "cancel()"
2791  */
2792 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2793                                  struct page *page,
2794                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2795 {
2796         struct mem_cgroup *memcg;
2797         int ret;
2798
2799         *memcgp = NULL;
2800
2801         if (mem_cgroup_disabled())
2802                 return 0;
2803
2804         if (!do_swap_account)
2805                 goto charge_cur_mm;
2806         /*
2807          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2808          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2809          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2810          * KSM case which does need to charge the page.
2811          */
2812         if (!PageSwapCache(page))
2813                 goto charge_cur_mm;
2814         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2815         if (!memcg)
2816                 goto charge_cur_mm;
2817         *memcgp = memcg;
2818         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2819         css_put(&memcg->css);
2820         if (ret == -EINTR)
2821                 ret = 0;
2822         return ret;
2823 charge_cur_mm:
2824         if (unlikely(!mm))
2825                 mm = &init_mm;
2826         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2827         if (ret == -EINTR)
2828                 ret = 0;
2829         return ret;
2830 }
2831
2832 static void
2833 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2834                                         enum charge_type ctype)
2835 {
2836         if (mem_cgroup_disabled())
2837                 return;
2838         if (!memcg)
2839                 return;
2840         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2841
2842         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2843         /*
2844          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2845          * counted both as mem and swap....double count.
2846          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2847          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2848          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2849          */
2850         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2851                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2852                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2853         }
2854         /*
2855          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2856          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2857          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2858          */
2859         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2860 }
2861
2862 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2863                                      struct mem_cgroup *memcg)
2864 {
2865         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2866                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2867 }
2868
2869 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2870 {
2871         if (mem_cgroup_disabled())
2872                 return;
2873         if (!memcg)
2874                 return;
2875         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2876 }
2877
2878 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2879                                    unsigned int nr_pages,
2880                                    const enum charge_type ctype)
2881 {
2882         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2883         bool uncharge_memsw = true;
2884
2885         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2886         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2887                 uncharge_memsw = false;
2888
2889         batch = &current->memcg_batch;
2890         /*
2891          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2892          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2893          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2894          */
2895         if (!batch->memcg)
2896                 batch->memcg = memcg;
2897         /*
2898          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2899          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2900          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2901          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2902          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2903          */
2904
2905         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2906                 goto direct_uncharge;
2907
2908         if (nr_pages > 1)
2909                 goto direct_uncharge;
2910
2911         /*
2912          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2913          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2914          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2915          */
2916         if (batch->memcg != memcg)
2917                 goto direct_uncharge;
2918         /* remember freed charge and uncharge it later */
2919         batch->nr_pages++;
2920         if (uncharge_memsw)
2921                 batch->memsw_nr_pages++;
2922         return;
2923 direct_uncharge:
2924         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2925         if (uncharge_memsw)
2926                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2927         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2928                 memcg_oom_recover(memcg);
2929 }
2930
2931 /*
2932  * uncharge if !page_mapped(page)
2933  */
2934 static struct mem_cgroup *
2935 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2936 {
2937         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2938         unsigned int nr_pages = 1;
2939         struct page_cgroup *pc;
2940         bool anon;
2941
2942         if (mem_cgroup_disabled())
2943                 return NULL;
2944
2945         if (PageSwapCache(page))
2946                 return NULL;
2947
2948         if (PageTransHuge(page)) {
2949                 nr_pages <<= compound_order(page);
2950                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2951         }
2952         /*
2953          * Check if our page_cgroup is valid
2954          */
2955         pc = lookup_page_cgroup(page);
2956         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2957                 return NULL;
2958
2959         lock_page_cgroup(pc);
2960
2961         memcg = pc->mem_cgroup;
2962
2963         if (!PageCgroupUsed(pc))
2964                 goto unlock_out;
2965
2966         anon = PageAnon(page);
2967
2968         switch (ctype) {
2969         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2970                 /*
2971                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
2972                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
2973                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
2974                  */
2975                 anon = true;
2976                 /* fallthrough */
2977         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
2978                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
2979                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
2980                         goto unlock_out;
2981                 break;
2982         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
2983                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
2984                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
2985                                 goto unlock_out;
2986                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
2987                                 goto unlock_out;
2988                 break;
2989         default:
2990                 break;
2991         }
2992
2993         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
2994
2995         ClearPageCgroupUsed(pc);
2996         /*
2997          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
2998          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
2999          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3000          * special functions.
3001          */
3002
3003         unlock_page_cgroup(pc);
3004         /*
3005          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3006          * will never be freed.
3007          */
3008         memcg_check_events(memcg, page);
3009         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3010                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3011                 mem_cgroup_get(memcg);
3012         }
3013         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3014                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3015
3016         return memcg;
3017
3018 unlock_out:
3019         unlock_page_cgroup(pc);
3020         return NULL;
3021 }
3022
3023 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3024 {
3025         /* early check. */
3026         if (page_mapped(page))
3027                 return;
3028         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3029         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3030 }
3031
3032 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3033 {
3034         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3035         VM_BUG_ON(page->mapping);
3036         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3037 }
3038
3039 /*
3040  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3041  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3042  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3043  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3044  * This may be called prural(2) times in a context,
3045  */
3046
3047 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3048 {
3049         current->memcg_batch.do_batch++;
3050         /* We can do nest. */
3051         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3052                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3053                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3054                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3055         }
3056 }
3057
3058 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3059 {
3060         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3061
3062         if (!batch->do_batch)
3063                 return;
3064
3065         batch->do_batch--;
3066         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3067                 return;
3068
3069         if (!batch->memcg)
3070                 return;
3071         /*
3072          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3073          * bacause we hide charges behind us.
3074          */
3075         if (batch->nr_pages)
3076                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3077                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3078         if (batch->memsw_nr_pages)
3079                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3080                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3081         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3082         /* forget this pointer (for sanity check) */
3083         batch->memcg = NULL;
3084 }
3085
3086 #ifdef CONFIG_SWAP
3087 /*
3088  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3089  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3090  */
3091 void
3092 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3093 {
3094         struct mem_cgroup *memcg;
3095         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3096
3097         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3098                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3099
3100         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3101
3102         /*
3103          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3104          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3105          */
3106         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3107                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3108 }
3109 #endif
3110
3111 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3112 /*
3113  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3114  * uncharge "memsw" account.
3115  */
3116 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3117 {
3118         struct mem_cgroup *memcg;
3119         unsigned short id;
3120
3121         if (!do_swap_account)
3122                 return;
3123
3124         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3125         rcu_read_lock();
3126         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3127         if (memcg) {
3128                 /*
3129                  * We uncharge this because swap is freed.
3130                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3131                  */
3132                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3133                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3134                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3135                 mem_cgroup_put(memcg);
3136         }
3137         rcu_read_unlock();
3138 }
3139
3140 /**
3141  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3142  * @entry: swap entry to be moved
3143  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3144  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3145  *
3146  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3147  * as the mem_cgroup's id of @from.
3148  *
3149  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3150  *
3151  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3152  * both res and memsw, and called css_get().
3153  */
3154 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3155                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3156 {
3157         unsigned short old_id, new_id;
3158
3159         old_id = css_id(&from->css);
3160         new_id = css_id(&to->css);
3161
3162         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3163                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3164                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3165                 /*
3166                  * This function is only called from task migration context now.
3167                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3168                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3169                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3170                  * because if the process that has been moved to @to does
3171                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3172                  */
3173                 mem_cgroup_get(to);
3174                 return 0;
3175         }
3176         return -EINVAL;
3177 }
3178 #else
3179 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3180                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3181 {
3182         return -EINVAL;
3183 }
3184 #endif
3185
3186 /*
3187  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3188  * page belongs to.
3189  */
3190 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3191         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3192 {
3193         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3194         struct page_cgroup *pc;
3195         enum charge_type ctype;
3196         int ret = 0;
3197
3198         *memcgp = NULL;
3199
3200         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3201         if (mem_cgroup_disabled())
3202                 return 0;
3203
3204         pc = lookup_page_cgroup(page);
3205         lock_page_cgroup(pc);
3206         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3207                 memcg = pc->mem_cgroup;
3208                 css_get(&memcg->css);
3209                 /*
3210                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3211                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3212                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3213                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3214                  * until end_migration() is called
3215                  *
3216                  * Corner Case Thinking
3217                  * A)
3218                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3219                  * while migration was ongoing.
3220                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3221                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3222                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3223                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3224                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3225                  *
3226                  * B)
3227                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3228                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3229                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3230                  * without charging it again.
3231                  *
3232                  * C)
3233                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3234                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3235                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3236                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3237                  */
3238                 if (PageAnon(page))
3239                         SetPageCgroupMigration(pc);
3240         }
3241         unlock_page_cgroup(pc);
3242         /*
3243          * If the page is not charged at this point,
3244          * we return here.
3245          */
3246         if (!memcg)
3247                 return 0;
3248
3249         *memcgp = memcg;
3250         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3251         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3252         if (ret) {
3253                 if (PageAnon(page)) {
3254                         lock_page_cgroup(pc);
3255                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3256                         unlock_page_cgroup(pc);
3257                         /*
3258                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3259                          */
3260                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3261                 }
3262                 /* we'll need to revisit this error code (we have -EINTR) */
3263                 return -ENOMEM;
3264         }
3265         /*
3266          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3267          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3268          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3269          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3270          */
3271         if (PageAnon(page))
3272                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3273         else if (page_is_file_cache(page))
3274                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3275         else
3276                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3277         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, ctype, false);
3278         return ret;
3279 }
3280
3281 /* remove redundant charge if migration failed*/
3282 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3283         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3284 {
3285         struct page *used, *unused;
3286         struct page_cgroup *pc;
3287         bool anon;
3288
3289         if (!memcg)
3290                 return;
3291         /* blocks rmdir() */
3292         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3293         if (!migration_ok) {
3294                 used = oldpage;
3295                 unused = newpage;
3296         } else {
3297                 used = newpage;
3298                 unused = oldpage;
3299         }
3300         /*
3301          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3302          * of the page goes down to zero, temporarly.
3303          * Clear the flag and check the page should be charged.
3304          */
3305         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3306         lock_page_cgroup(pc);
3307         ClearPageCgroupMigration(pc);
3308         unlock_page_cgroup(pc);
3309         anon = PageAnon(used);
3310         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3311                 anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED
3312                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3313
3314         /*
3315          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3316          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3317          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3318          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3319          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3320          * check. (see prepare_charge() also)
3321          */
3322         if (anon)
3323                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3324         /*
3325          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3326          * tasks.
3327          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3328          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3329          */
3330         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3331 }
3332
3333 /*
3334  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3335  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3336  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3337  */
3338 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3339                                   struct page *newpage)
3340 {
3341         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3342         struct page_cgroup *pc;
3343         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3344
3345         if (mem_cgroup_disabled())
3346                 return;
3347
3348         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3349         /* fix accounting on old pages */
3350         lock_page_cgroup(pc);
3351         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3352                 memcg = pc->mem_cgroup;
3353                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3354                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3355         }
3356         unlock_page_cgroup(pc);
3357
3358         /*
3359          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3360          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3361          */
3362         if (!memcg)
3363                 return;
3364
3365         if (PageSwapBacked(oldpage))
3366                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3367
3368         /*
3369          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3370          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3371          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3372          */
3373         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3374 }
3375
3376 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3377 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3378 {
3379         struct page_cgroup *pc;
3380
3381         pc = lookup_page_cgroup(page);
3382         /*
3383          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3384          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3385          * or when mem_cgroup_disabled().
3386          */
3387         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3388                 return pc;
3389         return NULL;
3390 }
3391
3392 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3393 {
3394         if (mem_cgroup_disabled())
3395                 return false;
3396
3397         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3398 }
3399
3400 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3401 {
3402         struct page_cgroup *pc;
3403
3404         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3405         if (pc) {
3406                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3407                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3408         }
3409 }
3410 #endif
3411
3412 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3413
3414 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3415                                 unsigned long long val)
3416 {
3417         int retry_count;
3418         u64 memswlimit, memlimit;
3419         int ret = 0;
3420         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3421         u64 curusage, oldusage;
3422         int enlarge;
3423
3424         /*
3425          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3426          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3427          * of # of children which we should visit in this loop.
3428          */
3429         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3430
3431         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3432
3433         enlarge = 0;
3434         while (retry_count) {
3435                 if (signal_pending(current)) {
3436                         ret = -EINTR;
3437                         break;
3438                 }
3439                 /*
3440                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3441                  * open coded manner. You see what this really does.
3442                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3443                  */
3444                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3445                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3446                 if (memswlimit < val) {
3447                         ret = -EINVAL;
3448                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3449                         break;
3450                 }
3451
3452                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3453                 if (memlimit < val)
3454                         enlarge = 1;
3455
3456                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3457                 if (!ret) {
3458                         if (memswlimit == val)
3459                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3460                         else
3461                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3462                 }
3463                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3464
3465                 if (!ret)
3466                         break;
3467
3468                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3469                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3470                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3471                 /* Usage is reduced ? */
3472                 if (curusage >= oldusage)
3473                         retry_count--;
3474                 else
3475                         oldusage = curusage;
3476         }
3477         if (!ret && enlarge)
3478                 memcg_oom_recover(memcg);
3479
3480         return ret;
3481 }
3482
3483 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3484                                         unsigned long long val)
3485 {
3486         int retry_count;
3487         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3488         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3489         int ret = -EBUSY;
3490         int enlarge = 0;
3491
3492         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3493         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3494         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3495         while (retry_count) {
3496                 if (signal_pending(current)) {
3497                         ret = -EINTR;
3498                         break;
3499                 }
3500                 /*
3501                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3502                  * open coded manner. You see what this really does.
3503                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3504                  */
3505                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3506                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3507                 if (memlimit > val) {
3508                         ret = -EINVAL;
3509                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3510                         break;
3511                 }
3512                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3513                 if (memswlimit < val)
3514                         enlarge = 1;
3515                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3516                 if (!ret) {
3517                         if (memlimit == val)
3518                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3519                         else
3520                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3521                 }
3522                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3523
3524                 if (!ret)
3525                         break;
3526
3527                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3528                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3529                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3530                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3531                 /* Usage is reduced ? */
3532                 if (curusage >= oldusage)
3533                         retry_count--;
3534                 else
3535                         oldusage = curusage;
3536         }
3537         if (!ret && enlarge)
3538                 memcg_oom_recover(memcg);
3539         return ret;
3540 }
3541
3542 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3543                                             gfp_t gfp_mask,
3544                                             unsigned long *total_scanned)
3545 {
3546         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3547         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3548         unsigned long reclaimed;
3549         int loop = 0;
3550         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3551         unsigned long long excess;
3552         unsigned long nr_scanned;
3553
3554         if (order > 0)
3555                 return 0;
3556
3557         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3558         /*
3559          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3560          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3561          * pressure
3562          */
3563         do {
3564                 if (next_mz)
3565                         mz = next_mz;
3566                 else
3567                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3568                 if (!mz)
3569                         break;
3570
3571                 nr_scanned = 0;
3572                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3573                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3574                 nr_reclaimed += reclaimed;
3575                 *total_scanned += nr_scanned;
3576                 spin_lock(&mctz->lock);
3577
3578                 /*
3579                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3580                  * it is time to move on to the next cgroup
3581                  */
3582                 next_mz = NULL;
3583                 if (!reclaimed) {
3584                         do {
3585                                 /*
3586                                  * Loop until we find yet another one.
3587                                  *
3588                                  * By the time we get the soft_limit lock
3589                                  * again, someone might have aded the
3590                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3591                                  * make sure we get a different mem.
3592                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3593                                  * NULL if no other cgroup is present on
3594                                  * the tree
3595                                  */
3596                                 next_mz =
3597                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3598                                 if (next_mz == mz)
3599                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3600                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3601                                         break;
3602                         } while (1);
3603                 }
3604                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3605                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3606                 /*
3607                  * One school of thought says that we should not add
3608                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3609                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3610                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3611                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3612                  * term TODO.
3613                  */
3614                 /* If excess == 0, no tree ops */
3615                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3616                 spin_unlock(&mctz->lock);
3617                 css_put(&mz->memcg->css);
3618                 loop++;
3619                 /*
3620                  * Could not reclaim anything and there are no more
3621                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3622                  * reclaiming anything.
3623                  */
3624                 if (!nr_reclaimed &&
3625                         (next_mz == NULL ||
3626                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3627                         break;
3628         } while (!nr_reclaimed);
3629         if (next_mz)
3630                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3631         return nr_reclaimed;
3632 }
3633
3634 /*
3635  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3636  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3637  */
3638 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3639                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3640 {
3641         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3642         unsigned long flags, loop;
3643         struct list_head *list;
3644         struct page *busy;
3645         struct zone *zone;
3646         int ret = 0;
3647
3648         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3649         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3650         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3651
3652         loop = mz->lru_size[lru];
3653         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3654         loop += 256;
3655         busy = NULL;
3656         while (loop--) {
3657                 struct page_cgroup *pc;
3658                 struct page *page;
3659
3660                 ret = 0;
3661                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3662                 if (list_empty(list)) {
3663                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3664                         break;
3665                 }
3666                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3667                 if (busy == page) {
3668                         list_move(&page->lru, list);
3669                         busy = NULL;
3670                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3671                         continue;
3672                 }
3673                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3674
3675                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3676
3677                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3678                 if (ret == -ENOMEM || ret == -EINTR)
3679                         break;
3680
3681                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3682                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3683                         busy = page;
3684                         cond_resched();
3685                 } else
3686                         busy = NULL;
3687         }
3688
3689         if (!ret && !list_empty(list))
3690                 return -EBUSY;
3691         return ret;
3692 }
3693
3694 /*
3695  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3696  * This enables deleting this mem_cgroup.
3697  */
3698 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3699 {
3700         int ret;
3701         int node, zid, shrink;
3702         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3703         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3704
3705         css_get(&memcg->css);
3706
3707         shrink = 0;
3708         /* should free all ? */
3709         if (free_all)
3710                 goto try_to_free;
3711 move_account:
3712         do {
3713                 ret = -EBUSY;
3714                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3715                         goto out;
3716                 ret = -EINTR;
3717                 if (signal_pending(current))
3718                         goto out;
3719                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3720                 lru_add_drain_all();
3721                 drain_all_stock_sync(memcg);
3722                 ret = 0;
3723                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3724                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3725                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3726                                 enum lru_list lru;
3727                                 for_each_lru(lru) {
3728                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3729                                                         node, zid, lru);
3730                                         if (ret)
3731                                                 break;
3732                                 }
3733                         }
3734                         if (ret)
3735                                 break;
3736                 }
3737                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3738                 memcg_oom_recover(memcg);
3739                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3740                 if (ret == -ENOMEM)
3741                         goto try_to_free;
3742                 cond_resched();
3743         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3744         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0 || ret);
3745 out:
3746         css_put(&memcg->css);
3747         return ret;
3748
3749 try_to_free:
3750         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3751         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3752                 ret = -EBUSY;
3753                 goto out;
3754         }
3755         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3756         lru_add_drain_all();
3757         /* try to free all pages in this cgroup */
3758         shrink = 1;
3759         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3760                 int progress;
3761
3762                 if (signal_pending(current)) {
3763                         ret = -EINTR;
3764                         goto out;
3765                 }
3766                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3767                                                 false);
3768                 if (!progress) {
3769                         nr_retries--;
3770                         /* maybe some writeback is necessary */
3771                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3772                 }
3773
3774         }
3775         lru_add_drain();
3776         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3777         goto move_account;
3778 }
3779
3780 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3781 {
3782         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3783 }
3784
3785
3786 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3787 {
3788         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3789 }
3790
3791 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3792                                         u64 val)
3793 {
3794         int retval = 0;
3795         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3796         struct cgroup *parent = cont->parent;
3797         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3798
3799         if (parent)
3800                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3801
3802         cgroup_lock();
3803         /*
3804          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3805          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3806          * occur, provided the current cgroup has no children.
3807          *
3808          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3809          * set if there are no children.
3810          */
3811         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3812                                 (val == 1 || val == 0)) {
3813                 if (list_empty(&cont->children))
3814                         memcg->use_hierarchy = val;
3815                 else
3816                         retval = -EBUSY;
3817         } else
3818                 retval = -EINVAL;
3819         cgroup_unlock();
3820
3821         return retval;
3822 }
3823
3824
3825 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3826                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3827 {
3828         struct mem_cgroup *iter;
3829         long val = 0;
3830
3831         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3832         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3833                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3834
3835         if (val < 0) /* race ? */
3836                 val = 0;
3837         return val;
3838 }
3839
3840 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3841 {
3842         u64 val;
3843
3844         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3845                 if (!swap)
3846                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3847                 else
3848                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3849         }
3850
3851         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3852         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3853
3854         if (swap)
3855                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3856
3857         return val << PAGE_SHIFT;
3858 }
3859
3860 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3861                                struct file *file, char __user *buf,
3862                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
3863 {
3864         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3865         char str[64];
3866         u64 val;
3867         int type, name, len;
3868
3869         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3870         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3871
3872         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3873                 return -EOPNOTSUPP;
3874
3875         switch (type) {
3876         case _MEM:
3877                 if (name == RES_USAGE)
3878                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3879                 else
3880                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3881                 break;
3882         case _MEMSWAP:
3883                 if (name == RES_USAGE)
3884                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3885                 else
3886                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3887                 break;
3888         default:
3889                 BUG();
3890         }
3891
3892         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
3893         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
3894 }
3895 /*
3896  * The user of this function is...
3897  * RES_LIMIT.
3898  */
3899 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3900                             const char *buffer)
3901 {
3902         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3903         int type, name;
3904         unsigned long long val;
3905         int ret;
3906
3907         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3908         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3909
3910         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3911                 return -EOPNOTSUPP;
3912
3913         switch (name) {
3914         case RES_LIMIT:
3915                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3916                         ret = -EINVAL;
3917                         break;
3918                 }
3919                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3920                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3921                 if (ret)
3922                         break;
3923                 if (type == _MEM)
3924                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3925                 else
3926                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3927                 break;
3928         case RES_SOFT_LIMIT:
3929                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3930                 if (ret)
3931                         break;
3932                 /*
3933                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3934                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3935                  * control without swap
3936                  */
3937                 if (type == _MEM)
3938                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3939                 else
3940                         ret = -EINVAL;
3941                 break;
3942         default:
3943                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3944                 break;
3945         }
3946         return ret;
3947 }
3948
3949 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3950                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3951 {
3952         struct cgroup *cgroup;
3953         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3954
3955         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3956         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3957         cgroup = memcg->css.cgroup;
3958         if (!memcg->use_hierarchy)
3959                 goto out;
3960
3961         while (cgroup->parent) {
3962                 cgroup = cgroup->parent;
3963                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3964                 if (!memcg->use_hierarchy)
3965                         break;
3966                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3967                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3968                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3969                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3970         }
3971 out:
3972         *mem_limit = min_limit;
3973         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3974 }
3975
3976 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3977 {
3978         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3979         int type, name;
3980
3981         type = MEMFILE_TYPE(event);
3982         name = MEMFILE_ATTR(event);
3983
3984         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3985                 return -EOPNOTSUPP;
3986
3987         switch (name) {
3988         case RES_MAX_USAGE:
3989                 if (type == _MEM)
3990                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
3991                 else
3992                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
3993                 break;
3994         case RES_FAILCNT:
3995                 if (type == _MEM)
3996                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
3997                 else
3998                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
3999                 break;
4000         }
4001
4002         return 0;
4003 }
4004
4005 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4006                                         struct cftype *cft)
4007 {
4008         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4009 }
4010
4011 #ifdef CONFIG_MMU
4012 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4013                                         struct cftype *cft, u64 val)
4014 {
4015         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4016
4017         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4018                 return -EINVAL;
4019         /*
4020          * We check this value several times in both in can_attach() and
4021          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4022          * inconsistent.
4023          */
4024         cgroup_lock();
4025         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4026         cgroup_unlock();
4027
4028         return 0;
4029 }
4030 #else
4031 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4032                                         struct cftype *cft, u64 val)
4033 {
4034         return -ENOSYS;
4035 }
4036 #endif
4037
4038
4039 /* For read statistics */
4040 enum {
4041         MCS_CACHE,
4042         MCS_RSS,
4043         MCS_FILE_MAPPED,
4044         MCS_PGPGIN,
4045         MCS_PGPGOUT,
4046         MCS_SWAP,
4047         MCS_PGFAULT,
4048         MCS_PGMAJFAULT,
4049         MCS_INACTIVE_ANON,
4050         MCS_ACTIVE_ANON,
4051         MCS_INACTIVE_FILE,
4052         MCS_ACTIVE_FILE,
4053         MCS_UNEVICTABLE,
4054         NR_MCS_STAT,
4055 };
4056
4057 struct mcs_total_stat {
4058         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4059 };
4060
4061 static struct {
4062         char *local_name;
4063         char *total_name;
4064 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4065         {"cache", "total_cache"},
4066         {"rss", "total_rss"},
4067         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4068         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4069         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4070         {"swap", "total_swap"},
4071         {"pgfault", "total_pgfault"},
4072         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4073         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4074         {"active_anon", "total_active_anon"},
4075         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4076         {"active_file", "total_active_file"},
4077         {"unevictable", "total_unevictable"}
4078 };
4079
4080
4081 static void
4082 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4083 {
4084         s64 val;
4085
4086         /* per cpu stat */
4087         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4088         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4089         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4090         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4091         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4092         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4093         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4094         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4095         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4096         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4097         if (do_swap_account) {
4098                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4099                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4100         }
4101         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4102         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4103         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4104         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4105
4106         /* per zone stat */
4107         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4108         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4109         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4110         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4111         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4112         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4113         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4114         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4115         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4116         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4117 }
4118
4119 static void
4120 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4121 {
4122         struct mem_cgroup *iter;
4123
4124         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4125                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4126 }
4127
4128 #ifdef CONFIG_NUMA
4129 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4130 {
4131         int nid;
4132         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4133         unsigned long node_nr;
4134         struct cgroup *cont = m->private;
4135         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4136
4137         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4138         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4139         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4140                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4141                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4142         }
4143         seq_putc(m, '\n');
4144
4145         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4146         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4147         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4148                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4149                                 LRU_ALL_FILE);
4150                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4151         }
4152         seq_putc(m, '\n');
4153
4154         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4155         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4156         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4157                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4158                                 LRU_ALL_ANON);
4159                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4160         }
4161         seq_putc(m, '\n');
4162
4163         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4164         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4165         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4166                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4167                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4168                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4169         }
4170         seq_putc(m, '\n');
4171         return 0;
4172 }
4173 #endif /* CONFIG_NUMA */
4174
4175 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4176                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4177 {
4178         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4179         struct mcs_total_stat mystat;
4180         int i;
4181
4182         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4183         mem_cgroup_get_local_stat(memcg, &mystat);
4184
4185
4186         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4187                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4188                         continue;
4189                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4190         }
4191
4192         /* Hierarchical information */
4193         {
4194                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4195                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4196                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4197                 if (do_swap_account)
4198                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4199         }
4200
4201         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4202         mem_cgroup_get_total_stat(memcg, &mystat);
4203         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4204                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4205                         continue;
4206                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4207         }
4208
4209 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4210         {
4211                 int nid, zid;
4212                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4213                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4214                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4215                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4216
4217                 for_each_online_node(nid)
4218                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4219                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4220                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4221
4222                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4223                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4224                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4225                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4226                         }
4227                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4228                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4229                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4230                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4231         }
4232 #endif
4233
4234         return 0;
4235 }
4236
4237 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4238 {
4239         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4240
4241         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4242 }
4243
4244 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4245                                        u64 val)
4246 {
4247         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4248         struct mem_cgroup *parent;
4249
4250         if (val > 100)
4251                 return -EINVAL;
4252
4253         if (cgrp->parent == NULL)
4254                 return -EINVAL;
4255
4256         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4257
4258         cgroup_lock();
4259
4260         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4261         if ((parent->use_hierarchy) ||
4262             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4263                 cgroup_unlock();
4264                 return -EINVAL;
4265         }
4266
4267         memcg->swappiness = val;
4268
4269         cgroup_unlock();
4270
4271         return 0;
4272 }
4273
4274 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4275 {
4276         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4277         u64 usage;
4278         int i;
4279
4280         rcu_read_lock();
4281         if (!swap)
4282                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4283         else
4284                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4285
4286         if (!t)
4287                 goto unlock;
4288
4289         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4290
4291         /*
4292          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4293          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4294          * call of __mem_cgroup_threshold().
4295          */
4296         i = t->current_threshold;
4297
4298         /*
4299          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4300          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4301          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4302          * only one element of the array here.
4303          */
4304         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4305                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4306
4307         /* i = current_threshold + 1 */
4308         i++;
4309
4310         /*
4311          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4312          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4313          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4314          * only one element of the array here.
4315          */
4316         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4317                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4318
4319         /* Update current_threshold */
4320         t->current_threshold = i - 1;
4321 unlock:
4322         rcu_read_unlock();
4323 }
4324
4325 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4326 {
4327         while (memcg) {
4328                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4329                 if (do_swap_account)
4330                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4331
4332                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4333         }
4334 }
4335
4336 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4337 {
4338         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4339         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4340
4341         return _a->threshold - _b->threshold;
4342 }
4343
4344 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4345 {
4346         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4347
4348         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4349                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4350         return 0;
4351 }
4352
4353 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4354 {
4355         struct mem_cgroup *iter;
4356
4357         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4358                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4359 }
4360
4361 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4362         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4363 {
4364         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4365         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4366         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4367         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4368         u64 threshold, usage;
4369         int i, size, ret;
4370
4371         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4372         if (ret)
4373                 return ret;
4374
4375         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4376
4377         if (type == _MEM)
4378                 thresholds = &memcg->thresholds;
4379         else if (type == _MEMSWAP)
4380                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4381         else
4382                 BUG();
4383
4384         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4385
4386         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4387         if (thresholds->primary)
4388                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4389
4390         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4391
4392         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4393         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4394                         GFP_KERNEL);
4395         if (!new) {
4396                 ret = -ENOMEM;
4397                 goto unlock;
4398         }
4399         new->size = size;
4400
4401         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4402         if (thresholds->primary) {
4403                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4404                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4405         }
4406
4407         /* Add new threshold */
4408         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4409         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4410
4411         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4412         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4413                         compare_thresholds, NULL);
4414
4415         /* Find current threshold */
4416         new->current_threshold = -1;
4417         for (i = 0; i < size; i++) {
4418                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4419                         /*
4420                          * new->current_threshold will not be used until
4421                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4422                          * it here.
4423                          */
4424                         ++new->current_threshold;
4425                 } else
4426                         break;
4427         }
4428
4429         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4430         kfree(thresholds->spare);
4431         thresholds->spare = thresholds->primary;
4432
4433         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4434
4435         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4436         synchronize_rcu();
4437
4438 unlock:
4439         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4440
4441         return ret;
4442 }
4443
4444 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4445         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4446 {
4447         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4448         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4449         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4450         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4451         u64 usage;
4452         int i, j, size;
4453
4454         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4455         if (type == _MEM)
4456                 thresholds = &memcg->thresholds;
4457         else if (type == _MEMSWAP)
4458                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4459         else
4460                 BUG();
4461
4462         if (!thresholds->primary)
4463                 goto unlock;
4464
4465         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4466
4467         /* Check if a threshold crossed before removing */
4468         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4469
4470         /* Calculate new number of threshold */
4471         size = 0;
4472         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4473                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4474                         size++;
4475         }
4476
4477         new = thresholds->spare;
4478
4479         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4480         if (!size) {
4481                 kfree(new);
4482                 new = NULL;
4483                 goto swap_buffers;
4484         }
4485
4486         new->size = size;
4487
4488         /* Copy thresholds and find current threshold */
4489         new->current_threshold = -1;
4490         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4491                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4492                         continue;
4493
4494                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4495                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4496                         /*
4497                          * new->current_threshold will not be used
4498                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4499                          * it here.
4500                          */
4501                         ++new->current_threshold;
4502                 }
4503                 j++;
4504         }
4505
4506 swap_buffers:
4507         /* Swap primary and spare array */
4508         thresholds->spare = thresholds->primary;
4509         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4510         if (!new) {
4511                 kfree(thresholds->spare);
4512                 thresholds->spare = NULL;
4513         }
4514
4515         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4516
4517         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4518         synchronize_rcu();
4519 unlock:
4520         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4521 }
4522
4523 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4524         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4525 {
4526         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4527         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4528         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4529
4530         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4531         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4532         if (!event)
4533                 return -ENOMEM;
4534
4535         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4536
4537         event->eventfd = eventfd;
4538         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4539
4540         /* already in OOM ? */
4541         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4542                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4543         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4544
4545         return 0;
4546 }
4547
4548 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4549         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4550 {
4551         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4552         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4553         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4554
4555         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4556
4557         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4558
4559         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4560                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4561                         list_del(&ev->list);
4562                         kfree(ev);
4563                 }
4564         }
4565
4566         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4567 }
4568
4569 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4570         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4571 {
4572         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4573
4574         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4575
4576         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4577                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4578         else
4579                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4580         return 0;
4581 }
4582
4583 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4584         struct cftype *cft, u64 val)
4585 {
4586         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4587         struct mem_cgroup *parent;
4588
4589         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4590         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4591                 return -EINVAL;
4592
4593         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4594
4595         cgroup_lock();
4596         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4597         if ((parent->use_hierarchy) ||
4598             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4599                 cgroup_unlock();
4600                 return -EINVAL;
4601         }
4602         memcg->oom_kill_disable = val;
4603         if (!val)
4604                 memcg_oom_recover(memcg);
4605         cgroup_unlock();
4606         return 0;
4607 }
4608
4609 #ifdef CONFIG_NUMA
4610 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4611         .read = seq_read,
4612         .llseek = seq_lseek,
4613         .release = single_release,
4614 };
4615
4616 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4617 {
4618         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4619
4620         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4621         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4622 }
4623 #endif /* CONFIG_NUMA */
4624
4625 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4626 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4627 {
4628         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4629 };
4630
4631 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4632 {
4633         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4634 }
4635 #else
4636 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4637 {
4638         return 0;
4639 }
4640
4641 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4642 {
4643 }
4644 #endif
4645
4646 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4647         {
4648                 .name = "usage_in_bytes",
4649                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4650                 .read = mem_cgroup_read,
4651                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4652                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4653         },
4654         {
4655                 .name = "max_usage_in_bytes",
4656                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4657                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4658                 .read = mem_cgroup_read,
4659         },
4660         {
4661                 .name = "limit_in_bytes",
4662                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4663                 .write_string = mem_cgroup_write,
4664                 .read = mem_cgroup_read,
4665         },
4666         {
4667                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4668                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4669                 .write_string = mem_cgroup_write,
4670                 .read = mem_cgroup_read,
4671         },
4672         {
4673                 .name = "failcnt",
4674                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4675                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4676                 .read = mem_cgroup_read,
4677         },
4678         {
4679                 .name = "stat",
4680                 .read_map = mem_control_stat_show,
4681         },
4682         {
4683                 .name = "force_empty",
4684                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4685         },
4686         {
4687                 .name = "use_hierarchy",
4688                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4689                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4690         },
4691         {
4692                 .name = "swappiness",
4693                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4694                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4695         },
4696         {
4697                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4698                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4699                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4700         },
4701         {
4702                 .name = "oom_control",
4703                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4704                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4705                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4706                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4707                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4708         },
4709 #ifdef CONFIG_NUMA
4710         {
4711                 .name = "numa_stat",
4712                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4713                 .mode = S_IRUGO,
4714         },
4715 #endif
4716 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4717         {
4718                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4719                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4720                 .read = mem_cgroup_read,
4721                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4722                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4723         },
4724         {
4725                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4726                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4727                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4728                 .read = mem_cgroup_read,
4729         },
4730         {
4731                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4732                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4733                 .write_string = mem_cgroup_write,
4734                 .read = mem_cgroup_read,
4735         },
4736         {
4737                 .name = "memsw.failcnt",
4738                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4739                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4740                 .read = mem_cgroup_read,
4741         },
4742 #endif
4743         { },    /* terminate */
4744 };
4745
4746 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4747 {
4748         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4749         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4750         int zone, tmp = node;
4751         /*
4752          * This routine is called against possible nodes.
4753          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4754          *
4755          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4756          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4757          *       function.
4758          */
4759         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4760                 tmp = -1;
4761         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4762         if (!pn)
4763                 return 1;
4764
4765         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4766                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4767                 lruvec_init(&mz->lruvec, &NODE_DATA(node)->node_zones[zone]);
4768                 mz->usage_in_excess = 0;
4769                 mz->on_tree = false;
4770                 mz->memcg = memcg;
4771         }
4772         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4773         return 0;
4774 }
4775
4776 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4777 {
4778         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4779 }
4780
4781 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4782 {
4783         struct mem_cgroup *memcg;
4784         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4785
4786         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4787         if (size < PAGE_SIZE)
4788                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4789         else
4790                 memcg = vzalloc(size);
4791
4792         if (!memcg)
4793                 return NULL;
4794
4795         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4796         if (!memcg->stat)
4797                 goto out_free;
4798         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4799         return memcg;
4800
4801 out_free:
4802         if (size < PAGE_SIZE)
4803                 kfree(memcg);
4804         else
4805                 vfree(memcg);
4806         return NULL;
4807 }
4808
4809 /*
4810  * Helpers for freeing a vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4811  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4812  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4813  */
4814 static void vfree_work(struct work_struct *work)
4815 {
4816         struct mem_cgroup *memcg;
4817
4818         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4819         vfree(memcg);
4820 }
4821 static void vfree_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4822 {
4823         struct mem_cgroup *memcg;
4824
4825         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4826         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, vfree_work);
4827         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4828 }
4829
4830 /*
4831  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4832  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4833  *
4834  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4835  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4836  * it goes down to 0.
4837  *
4838  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4839  */
4840
4841 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4842 {
4843         int node;
4844
4845         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4846         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4847
4848         for_each_node(node)
4849                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4850
4851         free_percpu(memcg->stat);
4852         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4853                 kfree_rcu(memcg, rcu_freeing);
4854         else
4855                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, vfree_rcu);
4856 }
4857
4858 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4859 {
4860         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4861 }
4862
4863 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4864 {
4865         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4866                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4867                 __mem_cgroup_free(memcg);
4868                 if (parent)
4869                         mem_cgroup_put(parent);
4870         }
4871 }
4872
4873 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4874 {
4875         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4876 }
4877
4878 /*
4879  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4880  */
4881 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4882 {
4883         if (!memcg->res.parent)
4884                 return NULL;
4885         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4886 }
4887 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4888
4889 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4890 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4891 {
4892         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4893                 do_swap_account = 1;
4894 }
4895 #else
4896 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4897 {
4898 }
4899 #endif
4900
4901 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4902 {
4903         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4904         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4905         int tmp, node, zone;
4906
4907         for_each_node(node) {
4908                 tmp = node;
4909                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4910                         tmp = -1;
4911                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4912                 if (!rtpn)
4913                         goto err_cleanup;
4914
4915                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4916
4917                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4918                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4919                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4920                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4921                 }
4922         }
4923         return 0;
4924
4925 err_cleanup:
4926         for_each_node(node) {
4927                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4928                         break;
4929                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4930                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4931         }
4932         return 1;
4933
4934 }
4935
4936 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4937 mem_cgroup_create(struct cgroup *cont)
4938 {
4939         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4940         long error = -ENOMEM;
4941         int node;
4942
4943         memcg = mem_cgroup_alloc();
4944         if (!memcg)
4945                 return ERR_PTR(error);
4946
4947         for_each_node(node)
4948                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4949                         goto free_out;
4950
4951         /* root ? */
4952         if (cont->parent == NULL) {
4953                 int cpu;
4954                 enable_swap_cgroup();
4955                 parent = NULL;
4956                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4957                         goto free_out;
4958                 root_mem_cgroup = memcg;
4959                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4960                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4961                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4962                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4963                 }
4964                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4965         } else {
4966                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4967                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4968                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4969         }
4970
4971         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4972                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4973                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4974                 /*
4975                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4976                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4977                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4978                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
4979                  */
4980                 mem_cgroup_get(parent);
4981         } else {
4982                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
4983                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4984         }
4985         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4986         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4987
4988         if (parent)
4989                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4990         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
4991         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4992         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4993         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4994
4995         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
4996         if (error) {
4997                 /*
4998                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
4999                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
5000                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
5001                  */
5002                 mem_cgroup_put(memcg);
5003                 return ERR_PTR(error);
5004         }
5005         return &memcg->css;
5006 free_out:
5007         __mem_cgroup_free(memcg);
5008         return ERR_PTR(error);
5009 }
5010
5011 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup *cont)
5012 {
5013         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5014
5015         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
5016 }
5017
5018 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
5019 {
5020         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5021
5022         kmem_cgroup_destroy(memcg);
5023
5024         mem_cgroup_put(memcg);
5025 }
5026
5027 #ifdef CONFIG_MMU
5028 /* Handlers for move charge at task migration. */
5029 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5030 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5031 {
5032         int ret = 0;
5033         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5034         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5035
5036         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5037                 mc.precharge += count;
5038                 /* we don't need css_get for root */
5039                 return ret;
5040         }
5041         /* try to charge at once */
5042         if (count > 1) {
5043                 struct res_counter *dummy;
5044                 /*
5045                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5046                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5047                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5048                  * css_get().
5049                  */
5050                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5051                         goto one_by_one;
5052                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5053                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5054                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5055                         goto one_by_one;
5056                 }
5057                 mc.precharge += count;
5058                 return ret;
5059         }
5060 one_by_one:
5061         /* fall back to one by one charge */
5062         while (count--) {
5063                 if (signal_pending(current)) {
5064                         ret = -EINTR;
5065                         break;
5066                 }
5067                 if (!batch_count--) {
5068                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5069                         cond_resched();
5070                 }
5071                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5072                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5073                 if (ret)
5074                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5075                         return ret;
5076                 mc.precharge++;
5077         }
5078         return ret;
5079 }
5080
5081 /**
5082  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5083  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5084  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5085  * @ptent: the pte to be checked
5086  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5087  *
5088  * Returns
5089  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5090  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5091  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5092  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5093  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5094  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5095  *     in target->ent.
5096  *
5097  * Called with pte lock held.
5098  */
5099 union mc_target {
5100         struct page     *page;
5101         swp_entry_t     ent;
5102 };
5103
5104 enum mc_target_type {
5105         MC_TARGET_NONE = 0,
5106         MC_TARGET_PAGE,
5107         MC_TARGET_SWAP,
5108 };
5109
5110 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5111                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5112 {
5113         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5114
5115         if (!page || !page_mapped(page))
5116                 return NULL;
5117         if (PageAnon(page)) {
5118                 /* we don't move shared anon */
5119                 if (!move_anon())
5120                         return NULL;
5121         } else if (!move_file())
5122                 /* we ignore mapcount for file pages */
5123                 return NULL;
5124         if (!get_page_unless_zero(page))
5125                 return NULL;
5126
5127         return page;
5128 }
5129
5130 #ifdef CONFIG_SWAP
5131 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5132                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5133 {
5134         struct page *page = NULL;
5135         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5136
5137         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5138                 return NULL;
5139         /*
5140          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5141          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5142          */
5143         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
5144         if (do_swap_account)
5145                 entry->val = ent.val;
5146
5147         return page;
5148 }
5149 #else
5150 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5151                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5152 {
5153         return NULL;
5154 }
5155 #endif
5156
5157 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5158                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5159 {
5160         struct page *page = NULL;
5161         struct address_space *mapping;
5162         pgoff_t pgoff;
5163
5164         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5165                 return NULL;
5166         if (!move_file())
5167                 return NULL;
5168
5169         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5170         if (pte_none(ptent))
5171                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5172         else /* pte_file(ptent) is true */
5173                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5174
5175         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5176         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5177
5178 #ifdef CONFIG_SWAP
5179         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5180         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5181                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5182                 if (do_swap_account)
5183                         *entry = swap;
5184                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5185         }
5186 #endif
5187         return page;
5188 }
5189
5190 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5191                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5192 {
5193         struct page *page = NULL;
5194         struct page_cgroup *pc;
5195         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5196         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5197
5198         if (pte_present(ptent))
5199                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5200         else if (is_swap_pte(ptent))
5201                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5202         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5203                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5204
5205         if (!page && !ent.val)
5206                 return ret;
5207         if (page) {
5208                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5209                 /*
5210                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5211                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5212                  * the lock.
5213                  */
5214                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5215                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5216                         if (target)
5217                                 target->page = page;
5218                 }
5219                 if (!ret || !target)
5220                         put_page(page);
5221         }
5222         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5223         if (ent.val && !ret &&
5224                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5225                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5226                 if (target)
5227                         target->ent = ent;
5228         }
5229         return ret;
5230 }
5231
5232 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5233 /*
5234  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5235  * support them for now.
5236  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5237  */
5238 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5239                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5240 {
5241         struct page *page = NULL;
5242         struct page_cgroup *pc;
5243         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5244
5245         page = pmd_page(pmd);
5246         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5247         if (!move_anon())
5248                 return ret;
5249         pc = lookup_page_cgroup(page);
5250         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5251                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5252                 if (target) {
5253                         get_page(page);
5254                         target->page = page;
5255                 }
5256         }
5257         return ret;
5258 }
5259 #else
5260 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5261                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5262 {
5263         return MC_TARGET_NONE;
5264 }
5265 #endif
5266
5267 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5268                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5269                                         struct mm_walk *walk)
5270 {
5271         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5272         pte_t *pte;
5273         spinlock_t *ptl;
5274
5275         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5276                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5277                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5278                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5279                 return 0;
5280         }
5281
5282         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5283                 return 0;
5284         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5285         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5286                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5287                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5288         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5289         cond_resched();
5290
5291         return 0;
5292 }
5293
5294 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5295 {
5296         unsigned long precharge;
5297         struct vm_area_struct *vma;
5298
5299         down_read(&mm->mmap_sem);
5300         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5301                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5302                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5303                         .mm = mm,
5304                         .private = vma,
5305                 };
5306                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5307                         continue;
5308                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5309                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5310         }
5311         up_read(&mm->mmap_sem);
5312
5313         precharge = mc.precharge;
5314         mc.precharge = 0;
5315
5316         return precharge;
5317 }
5318
5319 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5320 {
5321         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5322
5323         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5324         mc.moving_task = current;
5325         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5326 }
5327
5328 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5329 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5330 {
5331         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5332         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5333
5334         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5335         if (mc.precharge) {
5336                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5337                 mc.precharge = 0;
5338         }
5339         /*
5340          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5341          * we must uncharge here.
5342          */
5343         if (mc.moved_charge) {
5344                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5345                 mc.moved_charge = 0;
5346         }
5347         /* we must fixup refcnts and charges */
5348         if (mc.moved_swap) {
5349                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5350                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5351                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5352                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5353                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5354
5355                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5356                         /*
5357                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5358                          * uncharge to->res.
5359                          */
5360                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5361                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5362                 }
5363                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5364                 mc.moved_swap = 0;
5365         }
5366         memcg_oom_recover(from);
5367         memcg_oom_recover(to);
5368         wake_up_all(&mc.waitq);
5369 }
5370
5371 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5372 {
5373         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5374
5375         /*
5376          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5377          * task migration.
5378          */
5379         mc.moving_task = NULL;
5380         __mem_cgroup_clear_mc();
5381         spin_lock(&mc.lock);
5382         mc.from = NULL;
5383         mc.to = NULL;
5384         spin_unlock(&mc.lock);
5385         mem_cgroup_end_move(from);
5386 }
5387
5388 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5389                                  struct cgroup_taskset *tset)
5390 {
5391         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5392         int ret = 0;
5393         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5394
5395         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5396                 struct mm_struct *mm;
5397                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5398
5399                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5400
5401                 mm = get_task_mm(p);
5402                 if (!mm)
5403                         return 0;
5404                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5405                 if (mm->owner == p) {
5406                         VM_BUG_ON(mc.from);
5407                         VM_BUG_ON(mc.to);
5408                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5409                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5410                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5411                         mem_cgroup_start_move(from);
5412                         spin_lock(&mc.lock);
5413                         mc.from = from;
5414                         mc.to = memcg;
5415                         spin_unlock(&mc.lock);
5416                         /* We set mc.moving_task later */
5417
5418                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5419                         if (ret)
5420                                 mem_cgroup_clear_mc();
5421                 }
5422                 mmput(mm);
5423         }
5424         return ret;
5425 }
5426
5427 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5428                                      struct cgroup_taskset *tset)
5429 {
5430         mem_cgroup_clear_mc();
5431 }
5432
5433 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5434                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5435                                 struct mm_walk *walk)
5436 {
5437         int ret = 0;
5438         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5439         pte_t *pte;
5440         spinlock_t *ptl;
5441         enum mc_target_type target_type;
5442         union mc_target target;
5443         struct page *page;
5444         struct page_cgroup *pc;
5445
5446         /*
5447          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5448          * happens because:
5449          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5450          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5451          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5452          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5453          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5454          *    part of thp split is not executed yet.
5455          */
5456         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5457                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5458                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5459                         return 0;
5460                 }
5461                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5462                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5463                         page = target.page;
5464                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5465                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5466                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5467                                                              pc, mc.from, mc.to,
5468                                                              false)) {
5469                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5470                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5471                                 }
5472                                 putback_lru_page(page);
5473                         }
5474                         put_page(page);
5475                 }
5476                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5477                 return 0;
5478         }
5479
5480         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5481                 return 0;
5482 retry:
5483         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5484         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5485                 pte_t ptent = *(pte++);
5486                 swp_entry_t ent;
5487
5488                 if (!mc.precharge)
5489                         break;
5490
5491                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5492                 case MC_TARGET_PAGE:
5493                         page = target.page;
5494                         if (isolate_lru_page(page))
5495                                 goto put;
5496                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5497                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5498                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5499                                 mc.precharge--;
5500                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5501                                 mc.moved_charge++;
5502                         }
5503                         putback_lru_page(page);
5504 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5505                         put_page(page);
5506                         break;
5507                 case MC_TARGET_SWAP:
5508                         ent = target.ent;
5509                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5510                                 mc.precharge--;
5511                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5512                                 mc.moved_swap++;
5513                         }
5514                         break;
5515                 default:
5516                         break;
5517                 }
5518         }
5519         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5520         cond_resched();
5521
5522         if (addr != end) {
5523                 /*
5524                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5525                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5526                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5527                  * phase.
5528                  */
5529                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5530                 if (!ret)
5531                         goto retry;
5532         }
5533
5534         return ret;
5535 }
5536
5537 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5538 {
5539         struct vm_area_struct *vma;
5540
5541         lru_add_drain_all();
5542 retry:
5543         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5544                 /*
5545                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5546                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5547                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5548                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5549                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5550                  */
5551                 __mem_cgroup_clear_mc();
5552                 cond_resched();
5553                 goto retry;
5554         }
5555         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5556                 int ret;
5557                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5558                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5559                         .mm = mm,
5560                         .private = vma,
5561                 };
5562                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5563                         continue;
5564                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5565                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5566                 if (ret)
5567                         /*
5568                          * means we have consumed all precharges and failed in
5569                          * doing additional charge. Just abandon here.
5570                          */
5571                         break;
5572         }
5573         up_read(&mm->mmap_sem);
5574 }
5575
5576 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5577                                  struct cgroup_taskset *tset)
5578 {
5579         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5580         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5581
5582         if (mm) {
5583                 if (mc.to)
5584                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5585                 mmput(mm);
5586         }
5587         if (mc.to)
5588                 mem_cgroup_clear_mc();
5589 }
5590 #else   /* !CONFIG_MMU */
5591 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5592                                  struct cgroup_taskset *tset)
5593 {
5594         return 0;
5595 }
5596 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5597                                      struct cgroup_taskset *tset)
5598 {
5599 }
5600 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5601                                  struct cgroup_taskset *tset)
5602 {
5603 }
5604 #endif
5605
5606 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5607         .name = "memory",
5608         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5609         .create = mem_cgroup_create,
5610         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5611         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5612         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5613         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5614         .attach = mem_cgroup_move_task,
5615         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
5616         .early_init = 0,
5617         .use_id = 1,
5618         .__DEPRECATED_clear_css_refs = true,
5619 };
5620
5621 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5622 static int __init enable_swap_account(char *s)
5623 {
5624         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5625         if (!strcmp(s, "1"))
5626                 really_do_swap_account = 1;
5627         else if (!strcmp(s, "0"))
5628                 really_do_swap_account = 0;
5629         return 1;
5630 }
5631 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5632
5633 #endif