b78972e2f43fa2ab992ee25b6054394e37accb9b
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/mutex.h>
38 #include <linux/rbtree.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/tcp_memcontrol.h>
55
56 #include <asm/uaccess.h>
57
58 #include <trace/events/vmscan.h>
59
60 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
61 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
62 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
63
64 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
65 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
66 int do_swap_account __read_mostly;
67
68 /* for remember boot option*/
69 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
70 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
71 #else
72 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
73 #endif
74
75 #else
76 #define do_swap_account         0
77 #endif
78
79
80 /*
81  * Statistics for memory cgroup.
82  */
83 enum mem_cgroup_stat_index {
84         /*
85          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
86          */
87         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
88         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
89         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
90         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
91         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
92 };
93
94 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
95         "cache",
96         "rss",
97         "mapped_file",
98         "swap",
99 };
100
101 enum mem_cgroup_events_index {
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
106         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
107 };
108
109 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
110         "pgpgin",
111         "pgpgout",
112         "pgfault",
113         "pgmajfault",
114 };
115
116 /*
117  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
118  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
119  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
120  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
121  */
122 enum mem_cgroup_events_target {
123         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
124         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
125         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
126         MEM_CGROUP_NTARGETS,
127 };
128 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
129 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
130 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
131
132 struct mem_cgroup_stat_cpu {
133         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
134         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
135         unsigned long nr_page_events;
136         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
137 };
138
139 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
140         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
141         int position;
142         /* scan generation, increased every round-trip */
143         unsigned int generation;
144 };
145
146 /*
147  * per-zone information in memory controller.
148  */
149 struct mem_cgroup_per_zone {
150         struct lruvec           lruvec;
151         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
152
153         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
154
155         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
156         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
157                                                 /* the soft limit is exceeded*/
158         bool                    on_tree;
159         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
160                                                 /* use container_of        */
161 };
162
163 struct mem_cgroup_per_node {
164         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
165 };
166
167 struct mem_cgroup_lru_info {
168         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
169 };
170
171 /*
172  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
173  * their hierarchy representation
174  */
175
176 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
177         struct rb_root rb_root;
178         spinlock_t lock;
179 };
180
181 struct mem_cgroup_tree_per_node {
182         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
183 };
184
185 struct mem_cgroup_tree {
186         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
187 };
188
189 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
190
191 struct mem_cgroup_threshold {
192         struct eventfd_ctx *eventfd;
193         u64 threshold;
194 };
195
196 /* For threshold */
197 struct mem_cgroup_threshold_ary {
198         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
199         int current_threshold;
200         /* Size of entries[] */
201         unsigned int size;
202         /* Array of thresholds */
203         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
204 };
205
206 struct mem_cgroup_thresholds {
207         /* Primary thresholds array */
208         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
209         /*
210          * Spare threshold array.
211          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
212          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
213          */
214         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
215 };
216
217 /* for OOM */
218 struct mem_cgroup_eventfd_list {
219         struct list_head list;
220         struct eventfd_ctx *eventfd;
221 };
222
223 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
224 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
225
226 /*
227  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
228  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
229  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
230  * to help the administrator determine what knobs to tune.
231  *
232  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
233  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
234  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
235  * a feature that will be implemented much later in the future.
236  */
237 struct mem_cgroup {
238         struct cgroup_subsys_state css;
239         /*
240          * the counter to account for memory usage
241          */
242         struct res_counter res;
243
244         union {
245                 /*
246                  * the counter to account for mem+swap usage.
247                  */
248                 struct res_counter memsw;
249
250                 /*
251                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
252                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
253                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
254                  * in a union with the res field, but res plays a much
255                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
256                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
257                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
258                  */
259                 struct rcu_head rcu_freeing;
260                 /*
261                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
262                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
263                  */
264                 struct work_struct work_freeing;
265         };
266
267         /*
268          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
269          * per zone LRU lists.
270          */
271         struct mem_cgroup_lru_info info;
272         int last_scanned_node;
273 #if MAX_NUMNODES > 1
274         nodemask_t      scan_nodes;
275         atomic_t        numainfo_events;
276         atomic_t        numainfo_updating;
277 #endif
278         /*
279          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
280          */
281         bool use_hierarchy;
282
283         bool            oom_lock;
284         atomic_t        under_oom;
285
286         atomic_t        refcnt;
287
288         int     swappiness;
289         /* OOM-Killer disable */
290         int             oom_kill_disable;
291
292         /* set when res.limit == memsw.limit */
293         bool            memsw_is_minimum;
294
295         /* protect arrays of thresholds */
296         struct mutex thresholds_lock;
297
298         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
299         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
300
301         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
302         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
303
304         /* For oom notifier event fd */
305         struct list_head oom_notify;
306
307         /*
308          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
309          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
310          */
311         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
312         /*
313          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
314          */
315         atomic_t        moving_account;
316         /* taken only while moving_account > 0 */
317         spinlock_t      move_lock;
318         /*
319          * percpu counter.
320          */
321         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
322         /*
323          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
324          * See mem_cgroup_read_stat().
325          */
326         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
327         spinlock_t pcp_counter_lock;
328
329 #ifdef CONFIG_INET
330         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
331 #endif
332 };
333
334 /* Stuffs for move charges at task migration. */
335 /*
336  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
337  * left-shifted bitmap of these types.
338  */
339 enum move_type {
340         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
341         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
342         NR_MOVE_TYPE,
343 };
344
345 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
346 static struct move_charge_struct {
347         spinlock_t        lock; /* for from, to */
348         struct mem_cgroup *from;
349         struct mem_cgroup *to;
350         unsigned long precharge;
351         unsigned long moved_charge;
352         unsigned long moved_swap;
353         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
354         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
355 } mc = {
356         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
357         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
358 };
359
360 static bool move_anon(void)
361 {
362         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
363                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
364 }
365
366 static bool move_file(void)
367 {
368         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
369                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
370 }
371
372 /*
373  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
374  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
375  */
376 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
377 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
378
379 enum charge_type {
380         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
381         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
382         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
383         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
384         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
385         NR_CHARGE_TYPE,
386 };
387
388 /* for encoding cft->private value on file */
389 #define _MEM                    (0)
390 #define _MEMSWAP                (1)
391 #define _OOM_TYPE               (2)
392 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
393 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
394 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
395 /* Used for OOM nofiier */
396 #define OOM_CONTROL             (0)
397
398 /*
399  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
400  */
401 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
402 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
403 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
404 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
405
406 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
407 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
408
409 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
410 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
411 #include <net/sock.h>
412 #include <net/ip.h>
413
414 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
415 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
416 {
417         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
418                 struct mem_cgroup *memcg;
419                 struct cg_proto *cg_proto;
420
421                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
422
423                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
424                  * filled. It won't however, necessarily happen from
425                  * process context. So the test for root memcg given
426                  * the current task's memcg won't help us in this case.
427                  *
428                  * Respecting the original socket's memcg is a better
429                  * decision in this case.
430                  */
431                 if (sk->sk_cgrp) {
432                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
433                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
434                         return;
435                 }
436
437                 rcu_read_lock();
438                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
439                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
440                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
441                         mem_cgroup_get(memcg);
442                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
443                 }
444                 rcu_read_unlock();
445         }
446 }
447 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
448
449 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
450 {
451         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
452                 struct mem_cgroup *memcg;
453                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
454                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
455                 mem_cgroup_put(memcg);
456         }
457 }
458
459 #ifdef CONFIG_INET
460 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
461 {
462         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
463                 return NULL;
464
465         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
466 }
467 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
468 #endif /* CONFIG_INET */
469 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
470
471 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
472 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
473 {
474         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
475                 return;
476         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
477 }
478 #else
479 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
480 {
481 }
482 #endif
483
484 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
485
486 static struct mem_cgroup_per_zone *
487 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
488 {
489         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
490 }
491
492 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
493 {
494         return &memcg->css;
495 }
496
497 static struct mem_cgroup_per_zone *
498 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
499 {
500         int nid = page_to_nid(page);
501         int zid = page_zonenum(page);
502
503         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
504 }
505
506 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
507 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
508 {
509         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
510 }
511
512 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
513 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
514 {
515         int nid = page_to_nid(page);
516         int zid = page_zonenum(page);
517
518         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
519 }
520
521 static void
522 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
523                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
524                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
525                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
526 {
527         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
528         struct rb_node *parent = NULL;
529         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
530
531         if (mz->on_tree)
532                 return;
533
534         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
535         if (!mz->usage_in_excess)
536                 return;
537         while (*p) {
538                 parent = *p;
539                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
540                                         tree_node);
541                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
542                         p = &(*p)->rb_left;
543                 /*
544                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
545                  * limit by the same amount
546                  */
547                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
548                         p = &(*p)->rb_right;
549         }
550         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
551         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
552         mz->on_tree = true;
553 }
554
555 static void
556 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
557                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
558                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
559 {
560         if (!mz->on_tree)
561                 return;
562         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
563         mz->on_tree = false;
564 }
565
566 static void
567 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
568                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
569                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
570 {
571         spin_lock(&mctz->lock);
572         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
573         spin_unlock(&mctz->lock);
574 }
575
576
577 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
578 {
579         unsigned long long excess;
580         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
581         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
582         int nid = page_to_nid(page);
583         int zid = page_zonenum(page);
584         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
585
586         /*
587          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
588          * because their event counter is not touched.
589          */
590         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
591                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
592                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
593                 /*
594                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
595                  * mem is over its softlimit.
596                  */
597                 if (excess || mz->on_tree) {
598                         spin_lock(&mctz->lock);
599                         /* if on-tree, remove it */
600                         if (mz->on_tree)
601                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
602                         /*
603                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
604                          * If excess is 0, no tree ops.
605                          */
606                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
607                         spin_unlock(&mctz->lock);
608                 }
609         }
610 }
611
612 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
613 {
614         int node, zone;
615         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
616         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
617
618         for_each_node(node) {
619                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
620                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
621                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
622                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
623                 }
624         }
625 }
626
627 static struct mem_cgroup_per_zone *
628 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
629 {
630         struct rb_node *rightmost = NULL;
631         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
632
633 retry:
634         mz = NULL;
635         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
636         if (!rightmost)
637                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
638
639         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
640         /*
641          * Remove the node now but someone else can add it back,
642          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
643          * position in the tree.
644          */
645         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
646         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
647                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
648                 goto retry;
649 done:
650         return mz;
651 }
652
653 static struct mem_cgroup_per_zone *
654 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
655 {
656         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
657
658         spin_lock(&mctz->lock);
659         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
660         spin_unlock(&mctz->lock);
661         return mz;
662 }
663
664 /*
665  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
666  *
667  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
668  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
669  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
670  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
671  *
672  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
673  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
674  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
675  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
676  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
677  *
678  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
679  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
680  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
681  * implemented.
682  */
683 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
684                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
685 {
686         long val = 0;
687         int cpu;
688
689         get_online_cpus();
690         for_each_online_cpu(cpu)
691                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
692 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
693         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
694         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
695         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
696 #endif
697         put_online_cpus();
698         return val;
699 }
700
701 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
702                                          bool charge)
703 {
704         int val = (charge) ? 1 : -1;
705         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
706 }
707
708 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
709                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
710 {
711         unsigned long val = 0;
712         int cpu;
713
714         for_each_online_cpu(cpu)
715                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
716 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
717         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
718         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
719         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
720 #endif
721         return val;
722 }
723
724 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
725                                          bool anon, int nr_pages)
726 {
727         preempt_disable();
728
729         /*
730          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
731          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
732          */
733         if (anon)
734                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
735                                 nr_pages);
736         else
737                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
738                                 nr_pages);
739
740         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
741         if (nr_pages > 0)
742                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
743         else {
744                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
745                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
746         }
747
748         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
749
750         preempt_enable();
751 }
752
753 unsigned long
754 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
755 {
756         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
757
758         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
759         return mz->lru_size[lru];
760 }
761
762 static unsigned long
763 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
764                         unsigned int lru_mask)
765 {
766         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
767         enum lru_list lru;
768         unsigned long ret = 0;
769
770         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
771
772         for_each_lru(lru) {
773                 if (BIT(lru) & lru_mask)
774                         ret += mz->lru_size[lru];
775         }
776         return ret;
777 }
778
779 static unsigned long
780 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
781                         int nid, unsigned int lru_mask)
782 {
783         u64 total = 0;
784         int zid;
785
786         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
787                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
788                                                 nid, zid, lru_mask);
789
790         return total;
791 }
792
793 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
794                         unsigned int lru_mask)
795 {
796         int nid;
797         u64 total = 0;
798
799         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
800                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
801         return total;
802 }
803
804 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
805                                        enum mem_cgroup_events_target target)
806 {
807         unsigned long val, next;
808
809         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
810         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
811         /* from time_after() in jiffies.h */
812         if ((long)next - (long)val < 0) {
813                 switch (target) {
814                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
815                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
816                         break;
817                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
818                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
819                         break;
820                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
821                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
822                         break;
823                 default:
824                         break;
825                 }
826                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
827                 return true;
828         }
829         return false;
830 }
831
832 /*
833  * Check events in order.
834  *
835  */
836 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
837 {
838         preempt_disable();
839         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
840         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
841                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
842                 bool do_softlimit;
843                 bool do_numainfo __maybe_unused;
844
845                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
846                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
847 #if MAX_NUMNODES > 1
848                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
849                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
850 #endif
851                 preempt_enable();
852
853                 mem_cgroup_threshold(memcg);
854                 if (unlikely(do_softlimit))
855                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
856 #if MAX_NUMNODES > 1
857                 if (unlikely(do_numainfo))
858                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
859 #endif
860         } else
861                 preempt_enable();
862 }
863
864 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
865 {
866         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
867                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
868                                 css);
869 }
870
871 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
872 {
873         /*
874          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
875          * if it races with swapoff, page migration, etc.
876          * So this can be called with p == NULL.
877          */
878         if (unlikely(!p))
879                 return NULL;
880
881         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
882                                 struct mem_cgroup, css);
883 }
884
885 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
886 {
887         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
888
889         if (!mm)
890                 return NULL;
891         /*
892          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
893          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
894          * pessimistic (rather than adding locks here).
895          */
896         rcu_read_lock();
897         do {
898                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
899                 if (unlikely(!memcg))
900                         break;
901         } while (!css_tryget(&memcg->css));
902         rcu_read_unlock();
903         return memcg;
904 }
905
906 /**
907  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
908  * @root: hierarchy root
909  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
910  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
911  *
912  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
913  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
914  *
915  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
916  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
917  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
918  *
919  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
920  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
921  * reclaimers operating on the same zone and priority.
922  */
923 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
924                                    struct mem_cgroup *prev,
925                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
926 {
927         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
928         int id = 0;
929
930         if (mem_cgroup_disabled())
931                 return NULL;
932
933         if (!root)
934                 root = root_mem_cgroup;
935
936         if (prev && !reclaim)
937                 id = css_id(&prev->css);
938
939         if (prev && prev != root)
940                 css_put(&prev->css);
941
942         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
943                 if (prev)
944                         return NULL;
945                 return root;
946         }
947
948         while (!memcg) {
949                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
950                 struct cgroup_subsys_state *css;
951
952                 if (reclaim) {
953                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
954                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
955                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
956
957                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
958                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
959                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
960                                 return NULL;
961                         id = iter->position;
962                 }
963
964                 rcu_read_lock();
965                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
966                 if (css) {
967                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
968                                 memcg = container_of(css,
969                                                      struct mem_cgroup, css);
970                 } else
971                         id = 0;
972                 rcu_read_unlock();
973
974                 if (reclaim) {
975                         iter->position = id;
976                         if (!css)
977                                 iter->generation++;
978                         else if (!prev && memcg)
979                                 reclaim->generation = iter->generation;
980                 }
981
982                 if (prev && !css)
983                         return NULL;
984         }
985         return memcg;
986 }
987
988 /**
989  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
990  * @root: hierarchy root
991  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
992  */
993 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
994                            struct mem_cgroup *prev)
995 {
996         if (!root)
997                 root = root_mem_cgroup;
998         if (prev && prev != root)
999                 css_put(&prev->css);
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1004  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1005  * be used for reference counting.
1006  */
1007 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1008         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1009              iter != NULL;                              \
1010              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1011
1012 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1013         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1014              iter != NULL;                              \
1015              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1016
1017 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
1018 {
1019         return (memcg == root_mem_cgroup);
1020 }
1021
1022 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1023 {
1024         struct mem_cgroup *memcg;
1025
1026         if (!mm)
1027                 return;
1028
1029         rcu_read_lock();
1030         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1031         if (unlikely(!memcg))
1032                 goto out;
1033
1034         switch (idx) {
1035         case PGFAULT:
1036                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1037                 break;
1038         case PGMAJFAULT:
1039                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1040                 break;
1041         default:
1042                 BUG();
1043         }
1044 out:
1045         rcu_read_unlock();
1046 }
1047 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1048
1049 /**
1050  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1051  * @zone: zone of the wanted lruvec
1052  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1053  *
1054  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1055  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1056  * is disabled.
1057  */
1058 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1059                                       struct mem_cgroup *memcg)
1060 {
1061         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1062
1063         if (mem_cgroup_disabled())
1064                 return &zone->lruvec;
1065
1066         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1067         return &mz->lruvec;
1068 }
1069
1070 /*
1071  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1072  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1073  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1074  *
1075  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1076  * 1. charge
1077  * 2. moving account
1078  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1079  * It is added to LRU before charge.
1080  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1081  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1082  */
1083
1084 /**
1085  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1086  * @page: the page
1087  * @zone: zone of the page
1088  */
1089 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1090 {
1091         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1092         struct mem_cgroup *memcg;
1093         struct page_cgroup *pc;
1094
1095         if (mem_cgroup_disabled())
1096                 return &zone->lruvec;
1097
1098         pc = lookup_page_cgroup(page);
1099         memcg = pc->mem_cgroup;
1100
1101         /*
1102          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1103          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1104          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1105          *
1106          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1107          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1108          * of pc->mem_cgroup safe.
1109          */
1110         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1111                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1112
1113         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1114         return &mz->lruvec;
1115 }
1116
1117 /**
1118  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1119  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1120  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1121  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1122  *
1123  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1124  * lru list.
1125  */
1126 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1127                                 int nr_pages)
1128 {
1129         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1130         unsigned long *lru_size;
1131
1132         if (mem_cgroup_disabled())
1133                 return;
1134
1135         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1136         lru_size = mz->lru_size + lru;
1137         *lru_size += nr_pages;
1138         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1139 }
1140
1141 /*
1142  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1143  * hierarchy subtree
1144  */
1145 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1146                                   struct mem_cgroup *memcg)
1147 {
1148         if (root_memcg == memcg)
1149                 return true;
1150         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1151                 return false;
1152         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1153 }
1154
1155 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1156                                        struct mem_cgroup *memcg)
1157 {
1158         bool ret;
1159
1160         rcu_read_lock();
1161         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1162         rcu_read_unlock();
1163         return ret;
1164 }
1165
1166 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1167 {
1168         int ret;
1169         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1170         struct task_struct *p;
1171
1172         p = find_lock_task_mm(task);
1173         if (p) {
1174                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1175                 task_unlock(p);
1176         } else {
1177                 /*
1178                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1179                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1180                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1181                  */
1182                 task_lock(task);
1183                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1184                 if (curr)
1185                         css_get(&curr->css);
1186                 task_unlock(task);
1187         }
1188         if (!curr)
1189                 return 0;
1190         /*
1191          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1192          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1193          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1194          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1195          */
1196         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1197         css_put(&curr->css);
1198         return ret;
1199 }
1200
1201 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1202 {
1203         unsigned long inactive_ratio;
1204         unsigned long inactive;
1205         unsigned long active;
1206         unsigned long gb;
1207
1208         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1209         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1210
1211         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1212         if (gb)
1213                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1214         else
1215                 inactive_ratio = 1;
1216
1217         return inactive * inactive_ratio < active;
1218 }
1219
1220 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1221 {
1222         unsigned long active;
1223         unsigned long inactive;
1224
1225         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1226         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1227
1228         return (active > inactive);
1229 }
1230
1231 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1232         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1233
1234 /**
1235  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1236  * @memcg: the memory cgroup
1237  *
1238  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1239  * pages.
1240  */
1241 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1242 {
1243         unsigned long long margin;
1244
1245         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1246         if (do_swap_account)
1247                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1248         return margin >> PAGE_SHIFT;
1249 }
1250
1251 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1252 {
1253         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1254
1255         /* root ? */
1256         if (cgrp->parent == NULL)
1257                 return vm_swappiness;
1258
1259         return memcg->swappiness;
1260 }
1261
1262 /*
1263  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1264  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1265  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1266  * rcu_read_lock(), like this:
1267  *
1268  *         CPU-A                                    CPU-B
1269  *                                              rcu_read_lock()
1270  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1271  *                                                   take heavy locks.
1272  *         synchronize_rcu()                    update something.
1273  *                                              rcu_read_unlock()
1274  *         start move here.
1275  */
1276
1277 /* for quick checking without looking up memcg */
1278 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1279
1280 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1281 {
1282         atomic_inc(&memcg_moving);
1283         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1284         synchronize_rcu();
1285 }
1286
1287 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1288 {
1289         /*
1290          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1291          * We check NULL in callee rather than caller.
1292          */
1293         if (memcg) {
1294                 atomic_dec(&memcg_moving);
1295                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1296         }
1297 }
1298
1299 /*
1300  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1301  *
1302  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1303  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1304  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1305  *
1306  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1307  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1308  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1309  */
1310
1311 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1312 {
1313         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1314         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1315 }
1316
1317 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1318 {
1319         struct mem_cgroup *from;
1320         struct mem_cgroup *to;
1321         bool ret = false;
1322         /*
1323          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1324          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1325          */
1326         spin_lock(&mc.lock);
1327         from = mc.from;
1328         to = mc.to;
1329         if (!from)
1330                 goto unlock;
1331
1332         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1333                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1334 unlock:
1335         spin_unlock(&mc.lock);
1336         return ret;
1337 }
1338
1339 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1340 {
1341         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1342                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1343                         DEFINE_WAIT(wait);
1344                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1345                         /* moving charge context might have finished. */
1346                         if (mc.moving_task)
1347                                 schedule();
1348                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1349                         return true;
1350                 }
1351         }
1352         return false;
1353 }
1354
1355 /*
1356  * Take this lock when
1357  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1358  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1359  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1360  */
1361 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1362                                   unsigned long *flags)
1363 {
1364         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1365 }
1366
1367 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1368                                 unsigned long *flags)
1369 {
1370         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1371 }
1372
1373 /**
1374  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1375  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1376  * @p: Task that is going to be killed
1377  *
1378  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1379  * enabled
1380  */
1381 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1382 {
1383         struct cgroup *task_cgrp;
1384         struct cgroup *mem_cgrp;
1385         /*
1386          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1387          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1388          * If this assumption is broken, revisit this code.
1389          */
1390         static char memcg_name[PATH_MAX];
1391         int ret;
1392
1393         if (!memcg || !p)
1394                 return;
1395
1396         rcu_read_lock();
1397
1398         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1399         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1400
1401         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1402         if (ret < 0) {
1403                 /*
1404                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1405                  * But we'll still print out the usage information
1406                  */
1407                 rcu_read_unlock();
1408                 goto done;
1409         }
1410         rcu_read_unlock();
1411
1412         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1413
1414         rcu_read_lock();
1415         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1416         if (ret < 0) {
1417                 rcu_read_unlock();
1418                 goto done;
1419         }
1420         rcu_read_unlock();
1421
1422         /*
1423          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1424          */
1425         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1426 done:
1427
1428         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1429                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1430                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1431                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1432         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1433                 "failcnt %llu\n",
1434                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1435                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1436                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1437 }
1438
1439 /*
1440  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1441  * 1(self count) if no children.
1442  */
1443 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1444 {
1445         int num = 0;
1446         struct mem_cgroup *iter;
1447
1448         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1449                 num++;
1450         return num;
1451 }
1452
1453 /*
1454  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1455  */
1456 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1457 {
1458         u64 limit;
1459         u64 memsw;
1460
1461         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1462         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1463
1464         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1465         /*
1466          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1467          * to this memcg, return that limit.
1468          */
1469         return min(limit, memsw);
1470 }
1471
1472 void __mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1473                                 int order)
1474 {
1475         struct mem_cgroup *iter;
1476         unsigned long chosen_points = 0;
1477         unsigned long totalpages;
1478         unsigned int points = 0;
1479         struct task_struct *chosen = NULL;
1480
1481         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1482         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1483                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1484                 struct cgroup_iter it;
1485                 struct task_struct *task;
1486
1487                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1488                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1489                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1490                                                         false)) {
1491                         case OOM_SCAN_SELECT:
1492                                 if (chosen)
1493                                         put_task_struct(chosen);
1494                                 chosen = task;
1495                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1496                                 get_task_struct(chosen);
1497                                 /* fall through */
1498                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1499                                 continue;
1500                         case OOM_SCAN_ABORT:
1501                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1502                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1503                                 if (chosen)
1504                                         put_task_struct(chosen);
1505                                 return;
1506                         case OOM_SCAN_OK:
1507                                 break;
1508                         };
1509                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1510                         if (points > chosen_points) {
1511                                 if (chosen)
1512                                         put_task_struct(chosen);
1513                                 chosen = task;
1514                                 chosen_points = points;
1515                                 get_task_struct(chosen);
1516                         }
1517                 }
1518                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1519         }
1520
1521         if (!chosen)
1522                 return;
1523         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1524         read_lock(&tasklist_lock);
1525         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1526                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1527         read_unlock(&tasklist_lock);
1528         put_task_struct(chosen);
1529 }
1530
1531 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1532                                         gfp_t gfp_mask,
1533                                         unsigned long flags)
1534 {
1535         unsigned long total = 0;
1536         bool noswap = false;
1537         int loop;
1538
1539         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1540                 noswap = true;
1541         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1542                 noswap = true;
1543
1544         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1545                 if (loop)
1546                         drain_all_stock_async(memcg);
1547                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1548                 /*
1549                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1550                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1551                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1552                  */
1553                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1554                         break;
1555                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1556                         break;
1557                 /*
1558                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1559                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1560                  */
1561                 if (loop && !total)
1562                         break;
1563         }
1564         return total;
1565 }
1566
1567 /**
1568  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1569  * @memcg: the target memcg
1570  * @nid: the node ID to be checked.
1571  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1572  *
1573  * This function returns whether the specified memcg contains any
1574  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1575  * pages in the node.
1576  */
1577 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1578                 int nid, bool noswap)
1579 {
1580         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1581                 return true;
1582         if (noswap || !total_swap_pages)
1583                 return false;
1584         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1585                 return true;
1586         return false;
1587
1588 }
1589 #if MAX_NUMNODES > 1
1590
1591 /*
1592  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1593  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1594  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1595  *
1596  */
1597 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1598 {
1599         int nid;
1600         /*
1601          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1602          * pagein/pageout changes since the last update.
1603          */
1604         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1605                 return;
1606         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1607                 return;
1608
1609         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1610         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1611
1612         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1613
1614                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1615                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1616         }
1617
1618         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1619         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1620 }
1621
1622 /*
1623  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1624  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1625  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1626  *
1627  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1628  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1629  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1630  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1631  *
1632  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1633  */
1634 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1635 {
1636         int node;
1637
1638         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1639         node = memcg->last_scanned_node;
1640
1641         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1642         if (node == MAX_NUMNODES)
1643                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1644         /*
1645          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1646          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1647          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1648          * we use curret node.
1649          */
1650         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1651                 node = numa_node_id();
1652
1653         memcg->last_scanned_node = node;
1654         return node;
1655 }
1656
1657 /*
1658  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1659  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1660  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1661  * enough new information. We need to do double check.
1662  */
1663 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1664 {
1665         int nid;
1666
1667         /*
1668          * quick check...making use of scan_node.
1669          * We can skip unused nodes.
1670          */
1671         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1672                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1673                      nid < MAX_NUMNODES;
1674                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1675
1676                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1677                                 return true;
1678                 }
1679         }
1680         /*
1681          * Check rest of nodes.
1682          */
1683         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1684                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1685                         continue;
1686                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1687                         return true;
1688         }
1689         return false;
1690 }
1691
1692 #else
1693 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1694 {
1695         return 0;
1696 }
1697
1698 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1699 {
1700         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1701 }
1702 #endif
1703
1704 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1705                                    struct zone *zone,
1706                                    gfp_t gfp_mask,
1707                                    unsigned long *total_scanned)
1708 {
1709         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1710         int total = 0;
1711         int loop = 0;
1712         unsigned long excess;
1713         unsigned long nr_scanned;
1714         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1715                 .zone = zone,
1716                 .priority = 0,
1717         };
1718
1719         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1720
1721         while (1) {
1722                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1723                 if (!victim) {
1724                         loop++;
1725                         if (loop >= 2) {
1726                                 /*
1727                                  * If we have not been able to reclaim
1728                                  * anything, it might because there are
1729                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1730                                  */
1731                                 if (!total)
1732                                         break;
1733                                 /*
1734                                  * We want to do more targeted reclaim.
1735                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1736                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1737                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1738                                  */
1739                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1740                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1741                                         break;
1742                         }
1743                         continue;
1744                 }
1745                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1746                         continue;
1747                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1748                                                      zone, &nr_scanned);
1749                 *total_scanned += nr_scanned;
1750                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1751                         break;
1752         }
1753         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1754         return total;
1755 }
1756
1757 /*
1758  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1759  * If someone is running, return false.
1760  * Has to be called with memcg_oom_lock
1761  */
1762 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1763 {
1764         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1765
1766         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1767                 if (iter->oom_lock) {
1768                         /*
1769                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1770                          * so we cannot give a lock.
1771                          */
1772                         failed = iter;
1773                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1774                         break;
1775                 } else
1776                         iter->oom_lock = true;
1777         }
1778
1779         if (!failed)
1780                 return true;
1781
1782         /*
1783          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1784          * what we set up to the failing subtree
1785          */
1786         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1787                 if (iter == failed) {
1788                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1789                         break;
1790                 }
1791                 iter->oom_lock = false;
1792         }
1793         return false;
1794 }
1795
1796 /*
1797  * Has to be called with memcg_oom_lock
1798  */
1799 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1800 {
1801         struct mem_cgroup *iter;
1802
1803         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1804                 iter->oom_lock = false;
1805         return 0;
1806 }
1807
1808 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1809 {
1810         struct mem_cgroup *iter;
1811
1812         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1813                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1814 }
1815
1816 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1817 {
1818         struct mem_cgroup *iter;
1819
1820         /*
1821          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1822          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1823          * atomic_add_unless() here.
1824          */
1825         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1826                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1827 }
1828
1829 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1830 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1831
1832 struct oom_wait_info {
1833         struct mem_cgroup *memcg;
1834         wait_queue_t    wait;
1835 };
1836
1837 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1838         unsigned mode, int sync, void *arg)
1839 {
1840         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1841         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1842         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1843
1844         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1845         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1846
1847         /*
1848          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1849          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1850          */
1851         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1852                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1853                 return 0;
1854         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1855 }
1856
1857 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1858 {
1859         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1860         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1861 }
1862
1863 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1864 {
1865         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1866                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1867 }
1868
1869 /*
1870  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1871  */
1872 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1873                                   int order)
1874 {
1875         struct oom_wait_info owait;
1876         bool locked, need_to_kill;
1877
1878         owait.memcg = memcg;
1879         owait.wait.flags = 0;
1880         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1881         owait.wait.private = current;
1882         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1883         need_to_kill = true;
1884         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1885
1886         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1887         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1888         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1889         /*
1890          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1891          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1892          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1893          */
1894         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1895         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1896                 need_to_kill = false;
1897         if (locked)
1898                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1899         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1900
1901         if (need_to_kill) {
1902                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1903                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1904         } else {
1905                 schedule();
1906                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1907         }
1908         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1909         if (locked)
1910                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1911         memcg_wakeup_oom(memcg);
1912         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1913
1914         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1915
1916         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1917                 return false;
1918         /* Give chance to dying process */
1919         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1920         return true;
1921 }
1922
1923 /*
1924  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1925  * generalized to update other statistics as well.
1926  *
1927  * Notes: Race condition
1928  *
1929  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1930  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1931  * to do so _always_.
1932  *
1933  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1934  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1935  * are no race with "charge".
1936  *
1937  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1938  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1939  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1940  * by flags.
1941  *
1942  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1943  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1944  * If there is, we take a lock.
1945  */
1946
1947 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1948                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1949 {
1950         struct mem_cgroup *memcg;
1951         struct page_cgroup *pc;
1952
1953         pc = lookup_page_cgroup(page);
1954 again:
1955         memcg = pc->mem_cgroup;
1956         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1957                 return;
1958         /*
1959          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1960          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
1961          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1962          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1963          */
1964         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
1965                 return;
1966
1967         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
1968         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
1969                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
1970                 goto again;
1971         }
1972         *locked = true;
1973 }
1974
1975 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
1976 {
1977         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1978
1979         /*
1980          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
1981          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
1982          * should take move_lock_mem_cgroup().
1983          */
1984         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
1985 }
1986
1987 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1988                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1989 {
1990         struct mem_cgroup *memcg;
1991         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1992         unsigned long uninitialized_var(flags);
1993
1994         if (mem_cgroup_disabled())
1995                 return;
1996
1997         memcg = pc->mem_cgroup;
1998         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1999                 return;
2000
2001         switch (idx) {
2002         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2003                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2004                 break;
2005         default:
2006                 BUG();
2007         }
2008
2009         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2010 }
2011
2012 /*
2013  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2014  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2015  */
2016 #define CHARGE_BATCH    32U
2017 struct memcg_stock_pcp {
2018         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2019         unsigned int nr_pages;
2020         struct work_struct work;
2021         unsigned long flags;
2022 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2023 };
2024 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2025 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2026
2027 /*
2028  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2029  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2030  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2031  * refilled.
2032  */
2033 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2034 {
2035         struct memcg_stock_pcp *stock;
2036         bool ret = true;
2037
2038         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2039         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2040                 stock->nr_pages--;
2041         else /* need to call res_counter_charge */
2042                 ret = false;
2043         put_cpu_var(memcg_stock);
2044         return ret;
2045 }
2046
2047 /*
2048  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2049  */
2050 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2051 {
2052         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2053
2054         if (stock->nr_pages) {
2055                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2056
2057                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2058                 if (do_swap_account)
2059                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2060                 stock->nr_pages = 0;
2061         }
2062         stock->cached = NULL;
2063 }
2064
2065 /*
2066  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2067  * a thread which is pinned to local cpu.
2068  */
2069 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2070 {
2071         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2072         drain_stock(stock);
2073         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2078  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2079  */
2080 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2081 {
2082         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2083
2084         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2085                 drain_stock(stock);
2086                 stock->cached = memcg;
2087         }
2088         stock->nr_pages += nr_pages;
2089         put_cpu_var(memcg_stock);
2090 }
2091
2092 /*
2093  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2094  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2095  * until the work is done.
2096  */
2097 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2098 {
2099         int cpu, curcpu;
2100
2101         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2102         get_online_cpus();
2103         curcpu = get_cpu();
2104         for_each_online_cpu(cpu) {
2105                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2106                 struct mem_cgroup *memcg;
2107
2108                 memcg = stock->cached;
2109                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2110                         continue;
2111                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2112                         continue;
2113                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2114                         if (cpu == curcpu)
2115                                 drain_local_stock(&stock->work);
2116                         else
2117                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2118                 }
2119         }
2120         put_cpu();
2121
2122         if (!sync)
2123                 goto out;
2124
2125         for_each_online_cpu(cpu) {
2126                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2127                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2128                         flush_work(&stock->work);
2129         }
2130 out:
2131         put_online_cpus();
2132 }
2133
2134 /*
2135  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2136  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2137  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2138  * it.
2139  */
2140 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2141 {
2142         /*
2143          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2144          */
2145         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2146                 return;
2147         drain_all_stock(root_memcg, false);
2148         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2149 }
2150
2151 /* This is a synchronous drain interface. */
2152 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2153 {
2154         /* called when force_empty is called */
2155         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2156         drain_all_stock(root_memcg, true);
2157         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2158 }
2159
2160 /*
2161  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2162  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2163  */
2164 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2165 {
2166         int i;
2167
2168         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2169         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2170                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2171
2172                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2173                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2174         }
2175         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2176                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2177
2178                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2179                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2180         }
2181         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2182 }
2183
2184 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2185                                         unsigned long action,
2186                                         void *hcpu)
2187 {
2188         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2189         struct memcg_stock_pcp *stock;
2190         struct mem_cgroup *iter;
2191
2192         if (action == CPU_ONLINE)
2193                 return NOTIFY_OK;
2194
2195         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2196                 return NOTIFY_OK;
2197
2198         for_each_mem_cgroup(iter)
2199                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2200
2201         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2202         drain_stock(stock);
2203         return NOTIFY_OK;
2204 }
2205
2206
2207 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2208 enum {
2209         CHARGE_OK,              /* success */
2210         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2211         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2212         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2213         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2214 };
2215
2216 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2217                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2218 {
2219         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2220         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2221         struct res_counter *fail_res;
2222         unsigned long flags = 0;
2223         int ret;
2224
2225         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2226
2227         if (likely(!ret)) {
2228                 if (!do_swap_account)
2229                         return CHARGE_OK;
2230                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2231                 if (likely(!ret))
2232                         return CHARGE_OK;
2233
2234                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2235                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2236                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2237         } else
2238                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2239         /*
2240          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2241          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2242          *
2243          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2244          * single page instead.
2245          */
2246         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2247                 return CHARGE_RETRY;
2248
2249         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2250                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2251
2252         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2253         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2254                 return CHARGE_RETRY;
2255         /*
2256          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2257          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2258          * before killing the task.
2259          *
2260          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2261          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2262          * to regular pages anyway in case of failure.
2263          */
2264         if (nr_pages == 1 && ret)
2265                 return CHARGE_RETRY;
2266
2267         /*
2268          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2269          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2270          */
2271         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2272                 return CHARGE_RETRY;
2273
2274         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2275         if (!oom_check)
2276                 return CHARGE_NOMEM;
2277         /* check OOM */
2278         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2279                 return CHARGE_OOM_DIE;
2280
2281         return CHARGE_RETRY;
2282 }
2283
2284 /*
2285  * __mem_cgroup_try_charge() does
2286  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2287  * 2. update res_counter
2288  * 3. call memory reclaim if necessary.
2289  *
2290  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2291  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2292  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2293  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2294  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2295  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2296  *
2297  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2298  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2299  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2300  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2301  *
2302  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2303  * the oom-killer can be invoked.
2304  */
2305 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2306                                    gfp_t gfp_mask,
2307                                    unsigned int nr_pages,
2308                                    struct mem_cgroup **ptr,
2309                                    bool oom)
2310 {
2311         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2312         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2313         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2314         int ret;
2315
2316         /*
2317          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2318          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2319          * MEMDIE process.
2320          */
2321         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2322                      || fatal_signal_pending(current)))
2323                 goto bypass;
2324
2325         /*
2326          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2327          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2328          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2329          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2330          */
2331         if (!*ptr && !mm)
2332                 *ptr = root_mem_cgroup;
2333 again:
2334         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2335                 memcg = *ptr;
2336                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2337                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2338                         goto done;
2339                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2340                         goto done;
2341                 css_get(&memcg->css);
2342         } else {
2343                 struct task_struct *p;
2344
2345                 rcu_read_lock();
2346                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2347                 /*
2348                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2349                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2350                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2351                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2352                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2353                  * small race, here.
2354                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2355                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2356                  */
2357                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2358                 if (!memcg)
2359                         memcg = root_mem_cgroup;
2360                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2361                         rcu_read_unlock();
2362                         goto done;
2363                 }
2364                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2365                         /*
2366                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2367                          * But considering how consume_stok works, it's not
2368                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2369                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2370                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2371                          * calling consume_stock().
2372                          */
2373                         rcu_read_unlock();
2374                         goto done;
2375                 }
2376                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2377                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2378                         rcu_read_unlock();
2379                         goto again;
2380                 }
2381                 rcu_read_unlock();
2382         }
2383
2384         do {
2385                 bool oom_check;
2386
2387                 /* If killed, bypass charge */
2388                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2389                         css_put(&memcg->css);
2390                         goto bypass;
2391                 }
2392
2393                 oom_check = false;
2394                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2395                         oom_check = true;
2396                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2397                 }
2398
2399                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2400                 switch (ret) {
2401                 case CHARGE_OK:
2402                         break;
2403                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2404                         batch = nr_pages;
2405                         css_put(&memcg->css);
2406                         memcg = NULL;
2407                         goto again;
2408                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2409                         css_put(&memcg->css);
2410                         goto nomem;
2411                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2412                         if (!oom) {
2413                                 css_put(&memcg->css);
2414                                 goto nomem;
2415                         }
2416                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2417                         nr_oom_retries--;
2418                         break;
2419                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2420                         css_put(&memcg->css);
2421                         goto bypass;
2422                 }
2423         } while (ret != CHARGE_OK);
2424
2425         if (batch > nr_pages)
2426                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2427         css_put(&memcg->css);
2428 done:
2429         *ptr = memcg;
2430         return 0;
2431 nomem:
2432         *ptr = NULL;
2433         return -ENOMEM;
2434 bypass:
2435         *ptr = root_mem_cgroup;
2436         return -EINTR;
2437 }
2438
2439 /*
2440  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2441  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2442  * gotten by try_charge().
2443  */
2444 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2445                                        unsigned int nr_pages)
2446 {
2447         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2448                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2449
2450                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2451                 if (do_swap_account)
2452                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2453         }
2454 }
2455
2456 /*
2457  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2458  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2459  */
2460 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2461                                         unsigned int nr_pages)
2462 {
2463         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2464
2465         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2466                 return;
2467
2468         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2469         if (do_swap_account)
2470                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2471                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2472 }
2473
2474 /*
2475  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2476  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2477  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2478  * memcg.)
2479  */
2480 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2481 {
2482         struct cgroup_subsys_state *css;
2483
2484         /* ID 0 is unused ID */
2485         if (!id)
2486                 return NULL;
2487         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2488         if (!css)
2489                 return NULL;
2490         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2491 }
2492
2493 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2494 {
2495         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2496         struct page_cgroup *pc;
2497         unsigned short id;
2498         swp_entry_t ent;
2499
2500         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2501
2502         pc = lookup_page_cgroup(page);
2503         lock_page_cgroup(pc);
2504         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2505                 memcg = pc->mem_cgroup;
2506                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2507                         memcg = NULL;
2508         } else if (PageSwapCache(page)) {
2509                 ent.val = page_private(page);
2510                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2511                 rcu_read_lock();
2512                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2513                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2514                         memcg = NULL;
2515                 rcu_read_unlock();
2516         }
2517         unlock_page_cgroup(pc);
2518         return memcg;
2519 }
2520
2521 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2522                                        struct page *page,
2523                                        unsigned int nr_pages,
2524                                        enum charge_type ctype,
2525                                        bool lrucare)
2526 {
2527         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2528         struct zone *uninitialized_var(zone);
2529         struct lruvec *lruvec;
2530         bool was_on_lru = false;
2531         bool anon;
2532
2533         lock_page_cgroup(pc);
2534         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2535                 unlock_page_cgroup(pc);
2536                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2537                 return;
2538         }
2539         /*
2540          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2541          * accessed by any other context at this point.
2542          */
2543
2544         /*
2545          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2546          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2547          */
2548         if (lrucare) {
2549                 zone = page_zone(page);
2550                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2551                 if (PageLRU(page)) {
2552                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2553                         ClearPageLRU(page);
2554                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2555                         was_on_lru = true;
2556                 }
2557         }
2558
2559         pc->mem_cgroup = memcg;
2560         /*
2561          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2562          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2563          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2564          * before USED bit, we need memory barrier here.
2565          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2566          */
2567         smp_wmb();
2568         SetPageCgroupUsed(pc);
2569
2570         if (lrucare) {
2571                 if (was_on_lru) {
2572                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2573                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2574                         SetPageLRU(page);
2575                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2576                 }
2577                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2578         }
2579
2580         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2581                 anon = true;
2582         else
2583                 anon = false;
2584
2585         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2586         unlock_page_cgroup(pc);
2587
2588         /*
2589          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2590          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2591          * if they exceeds softlimit.
2592          */
2593         memcg_check_events(memcg, page);
2594 }
2595
2596 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2597
2598 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
2599 /*
2600  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2601  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2602  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2603  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2604  */
2605 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2606 {
2607         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2608         struct page_cgroup *pc;
2609         int i;
2610
2611         if (mem_cgroup_disabled())
2612                 return;
2613         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2614                 pc = head_pc + i;
2615                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2616                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2617                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2618         }
2619 }
2620 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2621
2622 /**
2623  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2624  * @page: the page
2625  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2626  * @pc: page_cgroup of the page.
2627  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2628  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2629  *
2630  * The caller must confirm following.
2631  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2632  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2633  *
2634  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
2635  * from old cgroup.
2636  */
2637 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2638                                    unsigned int nr_pages,
2639                                    struct page_cgroup *pc,
2640                                    struct mem_cgroup *from,
2641                                    struct mem_cgroup *to)
2642 {
2643         unsigned long flags;
2644         int ret;
2645         bool anon = PageAnon(page);
2646
2647         VM_BUG_ON(from == to);
2648         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2649         /*
2650          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2651          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2652          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2653          * hold it.
2654          */
2655         ret = -EBUSY;
2656         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2657                 goto out;
2658
2659         lock_page_cgroup(pc);
2660
2661         ret = -EINVAL;
2662         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2663                 goto unlock;
2664
2665         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2666
2667         if (!anon && page_mapped(page)) {
2668                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2669                 preempt_disable();
2670                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2671                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2672                 preempt_enable();
2673         }
2674         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2675
2676         /* caller should have done css_get */
2677         pc->mem_cgroup = to;
2678         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2679         /*
2680          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2681          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2682          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2683          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2684          * status here.
2685          */
2686         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2687         ret = 0;
2688 unlock:
2689         unlock_page_cgroup(pc);
2690         /*
2691          * check events
2692          */
2693         memcg_check_events(to, page);
2694         memcg_check_events(from, page);
2695 out:
2696         return ret;
2697 }
2698
2699 /*
2700  * move charges to its parent.
2701  */
2702
2703 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2704                                   struct page_cgroup *pc,
2705                                   struct mem_cgroup *child)
2706 {
2707         struct mem_cgroup *parent;
2708         unsigned int nr_pages;
2709         unsigned long uninitialized_var(flags);
2710         int ret;
2711
2712         /* Is ROOT ? */
2713         if (mem_cgroup_is_root(child))
2714                 return -EINVAL;
2715
2716         ret = -EBUSY;
2717         if (!get_page_unless_zero(page))
2718                 goto out;
2719         if (isolate_lru_page(page))
2720                 goto put;
2721
2722         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2723
2724         parent = parent_mem_cgroup(child);
2725         /*
2726          * If no parent, move charges to root cgroup.
2727          */
2728         if (!parent)
2729                 parent = root_mem_cgroup;
2730
2731         if (nr_pages > 1)
2732                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2733
2734         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
2735                                 pc, child, parent);
2736         if (!ret)
2737                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
2738
2739         if (nr_pages > 1)
2740                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2741         putback_lru_page(page);
2742 put:
2743         put_page(page);
2744 out:
2745         return ret;
2746 }
2747
2748 /*
2749  * Charge the memory controller for page usage.
2750  * Return
2751  * 0 if the charge was successful
2752  * < 0 if the cgroup is over its limit
2753  */
2754 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2755                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2756 {
2757         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2758         unsigned int nr_pages = 1;
2759         bool oom = true;
2760         int ret;
2761
2762         if (PageTransHuge(page)) {
2763                 nr_pages <<= compound_order(page);
2764                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2765                 /*
2766                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2767                  * fault handler will fall back to regular pages.
2768                  */
2769                 oom = false;
2770         }
2771
2772         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2773         if (ret == -ENOMEM)
2774                 return ret;
2775         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2776         return 0;
2777 }
2778
2779 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2780                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2781 {
2782         if (mem_cgroup_disabled())
2783                 return 0;
2784         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2785         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2786         VM_BUG_ON(!mm);
2787         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2788                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2789 }
2790
2791 static void
2792 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2793                                         enum charge_type ctype);
2794
2795 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2796                                 gfp_t gfp_mask)
2797 {
2798         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2799         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2800         int ret;
2801
2802         if (mem_cgroup_disabled())
2803                 return 0;
2804         if (PageCompound(page))
2805                 return 0;
2806
2807         if (unlikely(!mm))
2808                 mm = &init_mm;
2809         if (!page_is_file_cache(page))
2810                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2811
2812         if (!PageSwapCache(page))
2813                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2814         else { /* page is swapcache/shmem */
2815                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2816                 if (!ret)
2817                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2818         }
2819         return ret;
2820 }
2821
2822 /*
2823  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2824  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2825  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2826  * "commit()" or removed by "cancel()"
2827  */
2828 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2829                                  struct page *page,
2830                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2831 {
2832         struct mem_cgroup *memcg;
2833         int ret;
2834
2835         *memcgp = NULL;
2836
2837         if (mem_cgroup_disabled())
2838                 return 0;
2839
2840         if (!do_swap_account)
2841                 goto charge_cur_mm;
2842         /*
2843          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2844          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2845          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2846          * KSM case which does need to charge the page.
2847          */
2848         if (!PageSwapCache(page))
2849                 goto charge_cur_mm;
2850         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2851         if (!memcg)
2852                 goto charge_cur_mm;
2853         *memcgp = memcg;
2854         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2855         css_put(&memcg->css);
2856         if (ret == -EINTR)
2857                 ret = 0;
2858         return ret;
2859 charge_cur_mm:
2860         if (unlikely(!mm))
2861                 mm = &init_mm;
2862         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2863         if (ret == -EINTR)
2864                 ret = 0;
2865         return ret;
2866 }
2867
2868 static void
2869 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2870                                         enum charge_type ctype)
2871 {
2872         if (mem_cgroup_disabled())
2873                 return;
2874         if (!memcg)
2875                 return;
2876         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2877
2878         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2879         /*
2880          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2881          * counted both as mem and swap....double count.
2882          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2883          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2884          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2885          */
2886         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2887                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2888                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2889         }
2890         /*
2891          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2892          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2893          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2894          */
2895         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2896 }
2897
2898 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2899                                      struct mem_cgroup *memcg)
2900 {
2901         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2902                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2903 }
2904
2905 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2906 {
2907         if (mem_cgroup_disabled())
2908                 return;
2909         if (!memcg)
2910                 return;
2911         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2912 }
2913
2914 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2915                                    unsigned int nr_pages,
2916                                    const enum charge_type ctype)
2917 {
2918         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2919         bool uncharge_memsw = true;
2920
2921         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2922         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2923                 uncharge_memsw = false;
2924
2925         batch = &current->memcg_batch;
2926         /*
2927          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2928          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2929          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2930          */
2931         if (!batch->memcg)
2932                 batch->memcg = memcg;
2933         /*
2934          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2935          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2936          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2937          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2938          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2939          */
2940
2941         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2942                 goto direct_uncharge;
2943
2944         if (nr_pages > 1)
2945                 goto direct_uncharge;
2946
2947         /*
2948          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2949          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2950          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2951          */
2952         if (batch->memcg != memcg)
2953                 goto direct_uncharge;
2954         /* remember freed charge and uncharge it later */
2955         batch->nr_pages++;
2956         if (uncharge_memsw)
2957                 batch->memsw_nr_pages++;
2958         return;
2959 direct_uncharge:
2960         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2961         if (uncharge_memsw)
2962                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2963         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2964                 memcg_oom_recover(memcg);
2965 }
2966
2967 /*
2968  * uncharge if !page_mapped(page)
2969  */
2970 static struct mem_cgroup *
2971 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2972 {
2973         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2974         unsigned int nr_pages = 1;
2975         struct page_cgroup *pc;
2976         bool anon;
2977
2978         if (mem_cgroup_disabled())
2979                 return NULL;
2980
2981         if (PageSwapCache(page))
2982                 return NULL;
2983
2984         if (PageTransHuge(page)) {
2985                 nr_pages <<= compound_order(page);
2986                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2987         }
2988         /*
2989          * Check if our page_cgroup is valid
2990          */
2991         pc = lookup_page_cgroup(page);
2992         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2993                 return NULL;
2994
2995         lock_page_cgroup(pc);
2996
2997         memcg = pc->mem_cgroup;
2998
2999         if (!PageCgroupUsed(pc))
3000                 goto unlock_out;
3001
3002         anon = PageAnon(page);
3003
3004         switch (ctype) {
3005         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3006                 /*
3007                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3008                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3009                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3010                  */
3011                 anon = true;
3012                 /* fallthrough */
3013         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3014                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3015                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
3016                         goto unlock_out;
3017                 break;
3018         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3019                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3020                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3021                                 goto unlock_out;
3022                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3023                                 goto unlock_out;
3024                 break;
3025         default:
3026                 break;
3027         }
3028
3029         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3030
3031         ClearPageCgroupUsed(pc);
3032         /*
3033          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3034          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3035          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3036          * special functions.
3037          */
3038
3039         unlock_page_cgroup(pc);
3040         /*
3041          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3042          * will never be freed.
3043          */
3044         memcg_check_events(memcg, page);
3045         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3046                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3047                 mem_cgroup_get(memcg);
3048         }
3049         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3050                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3051
3052         return memcg;
3053
3054 unlock_out:
3055         unlock_page_cgroup(pc);
3056         return NULL;
3057 }
3058
3059 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3060 {
3061         /* early check. */
3062         if (page_mapped(page))
3063                 return;
3064         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3065         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3066 }
3067
3068 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3069 {
3070         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3071         VM_BUG_ON(page->mapping);
3072         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3073 }
3074
3075 /*
3076  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3077  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3078  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3079  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3080  * This may be called prural(2) times in a context,
3081  */
3082
3083 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3084 {
3085         current->memcg_batch.do_batch++;
3086         /* We can do nest. */
3087         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3088                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3089                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3090                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3091         }
3092 }
3093
3094 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3095 {
3096         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3097
3098         if (!batch->do_batch)
3099                 return;
3100
3101         batch->do_batch--;
3102         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3103                 return;
3104
3105         if (!batch->memcg)
3106                 return;
3107         /*
3108          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3109          * bacause we hide charges behind us.
3110          */
3111         if (batch->nr_pages)
3112                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3113                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3114         if (batch->memsw_nr_pages)
3115                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3116                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3117         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3118         /* forget this pointer (for sanity check) */
3119         batch->memcg = NULL;
3120 }
3121
3122 #ifdef CONFIG_SWAP
3123 /*
3124  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3125  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3126  */
3127 void
3128 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3129 {
3130         struct mem_cgroup *memcg;
3131         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3132
3133         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3134                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3135
3136         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3137
3138         /*
3139          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3140          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3141          */
3142         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3143                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3144 }
3145 #endif
3146
3147 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3148 /*
3149  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3150  * uncharge "memsw" account.
3151  */
3152 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3153 {
3154         struct mem_cgroup *memcg;
3155         unsigned short id;
3156
3157         if (!do_swap_account)
3158                 return;
3159
3160         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3161         rcu_read_lock();
3162         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3163         if (memcg) {
3164                 /*
3165                  * We uncharge this because swap is freed.
3166                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3167                  */
3168                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3169                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3170                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3171                 mem_cgroup_put(memcg);
3172         }
3173         rcu_read_unlock();
3174 }
3175
3176 /**
3177  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3178  * @entry: swap entry to be moved
3179  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3180  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3181  *
3182  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3183  * as the mem_cgroup's id of @from.
3184  *
3185  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3186  *
3187  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3188  * both res and memsw, and called css_get().
3189  */
3190 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3191                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3192 {
3193         unsigned short old_id, new_id;
3194
3195         old_id = css_id(&from->css);
3196         new_id = css_id(&to->css);
3197
3198         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3199                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3200                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3201                 /*
3202                  * This function is only called from task migration context now.
3203                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3204                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3205                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3206                  * because if the process that has been moved to @to does
3207                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3208                  */
3209                 mem_cgroup_get(to);
3210                 return 0;
3211         }
3212         return -EINVAL;
3213 }
3214 #else
3215 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3216                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3217 {
3218         return -EINVAL;
3219 }
3220 #endif
3221
3222 /*
3223  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3224  * page belongs to.
3225  */
3226 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3227         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3228 {
3229         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3230         struct page_cgroup *pc;
3231         enum charge_type ctype;
3232         int ret = 0;
3233
3234         *memcgp = NULL;
3235
3236         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3237         if (mem_cgroup_disabled())
3238                 return 0;
3239
3240         pc = lookup_page_cgroup(page);
3241         lock_page_cgroup(pc);
3242         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3243                 memcg = pc->mem_cgroup;
3244                 css_get(&memcg->css);
3245                 /*
3246                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3247                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3248                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3249                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3250                  * until end_migration() is called
3251                  *
3252                  * Corner Case Thinking
3253                  * A)
3254                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3255                  * while migration was ongoing.
3256                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3257                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3258                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3259                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3260                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3261                  *
3262                  * B)
3263                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3264                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3265                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3266                  * without charging it again.
3267                  *
3268                  * C)
3269                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3270                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3271                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3272                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3273                  */
3274                 if (PageAnon(page))
3275                         SetPageCgroupMigration(pc);
3276         }
3277         unlock_page_cgroup(pc);
3278         /*
3279          * If the page is not charged at this point,
3280          * we return here.
3281          */
3282         if (!memcg)
3283                 return 0;
3284
3285         *memcgp = memcg;
3286         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3287         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3288         if (ret) {
3289                 if (PageAnon(page)) {
3290                         lock_page_cgroup(pc);
3291                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3292                         unlock_page_cgroup(pc);
3293                         /*
3294                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3295                          */
3296                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3297                 }
3298                 /* we'll need to revisit this error code (we have -EINTR) */
3299                 return -ENOMEM;
3300         }
3301         /*
3302          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3303          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3304          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3305          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3306          */
3307         if (PageAnon(page))
3308                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
3309         else if (page_is_file_cache(page))
3310                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3311         else
3312                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3313         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, ctype, false);
3314         return ret;
3315 }
3316
3317 /* remove redundant charge if migration failed*/
3318 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3319         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3320 {
3321         struct page *used, *unused;
3322         struct page_cgroup *pc;
3323         bool anon;
3324
3325         if (!memcg)
3326                 return;
3327         /* blocks rmdir() */
3328         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3329         if (!migration_ok) {
3330                 used = oldpage;
3331                 unused = newpage;
3332         } else {
3333                 used = newpage;
3334                 unused = oldpage;
3335         }
3336         /*
3337          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3338          * of the page goes down to zero, temporarly.
3339          * Clear the flag and check the page should be charged.
3340          */
3341         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3342         lock_page_cgroup(pc);
3343         ClearPageCgroupMigration(pc);
3344         unlock_page_cgroup(pc);
3345         anon = PageAnon(used);
3346         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3347                 anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
3348                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3349
3350         /*
3351          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3352          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3353          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3354          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3355          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3356          * check. (see prepare_charge() also)
3357          */
3358         if (anon)
3359                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3360         /*
3361          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3362          * tasks.
3363          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3364          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3365          */
3366         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3367 }
3368
3369 /*
3370  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3371  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3372  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3373  */
3374 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3375                                   struct page *newpage)
3376 {
3377         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3378         struct page_cgroup *pc;
3379         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3380
3381         if (mem_cgroup_disabled())
3382                 return;
3383
3384         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3385         /* fix accounting on old pages */
3386         lock_page_cgroup(pc);
3387         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3388                 memcg = pc->mem_cgroup;
3389                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3390                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3391         }
3392         unlock_page_cgroup(pc);
3393
3394         /*
3395          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3396          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3397          */
3398         if (!memcg)
3399                 return;
3400
3401         if (PageSwapBacked(oldpage))
3402                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3403
3404         /*
3405          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3406          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3407          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3408          */
3409         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3410 }
3411
3412 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3413 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3414 {
3415         struct page_cgroup *pc;
3416
3417         pc = lookup_page_cgroup(page);
3418         /*
3419          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3420          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3421          * or when mem_cgroup_disabled().
3422          */
3423         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3424                 return pc;
3425         return NULL;
3426 }
3427
3428 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3429 {
3430         if (mem_cgroup_disabled())
3431                 return false;
3432
3433         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3434 }
3435
3436 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3437 {
3438         struct page_cgroup *pc;
3439
3440         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3441         if (pc) {
3442                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3443                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3444         }
3445 }
3446 #endif
3447
3448 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3449
3450 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3451                                 unsigned long long val)
3452 {
3453         int retry_count;
3454         u64 memswlimit, memlimit;
3455         int ret = 0;
3456         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3457         u64 curusage, oldusage;
3458         int enlarge;
3459
3460         /*
3461          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3462          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3463          * of # of children which we should visit in this loop.
3464          */
3465         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3466
3467         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3468
3469         enlarge = 0;
3470         while (retry_count) {
3471                 if (signal_pending(current)) {
3472                         ret = -EINTR;
3473                         break;
3474                 }
3475                 /*
3476                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3477                  * open coded manner. You see what this really does.
3478                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3479                  */
3480                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3481                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3482                 if (memswlimit < val) {
3483                         ret = -EINVAL;
3484                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3485                         break;
3486                 }
3487
3488                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3489                 if (memlimit < val)
3490                         enlarge = 1;
3491
3492                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3493                 if (!ret) {
3494                         if (memswlimit == val)
3495                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3496                         else
3497                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3498                 }
3499                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3500
3501                 if (!ret)
3502                         break;
3503
3504                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3505                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3506                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3507                 /* Usage is reduced ? */
3508                 if (curusage >= oldusage)
3509                         retry_count--;
3510                 else
3511                         oldusage = curusage;
3512         }
3513         if (!ret && enlarge)
3514                 memcg_oom_recover(memcg);
3515
3516         return ret;
3517 }
3518
3519 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3520                                         unsigned long long val)
3521 {
3522         int retry_count;
3523         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3524         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3525         int ret = -EBUSY;
3526         int enlarge = 0;
3527
3528         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3529         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3530         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3531         while (retry_count) {
3532                 if (signal_pending(current)) {
3533                         ret = -EINTR;
3534                         break;
3535                 }
3536                 /*
3537                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3538                  * open coded manner. You see what this really does.
3539                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3540                  */
3541                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3542                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3543                 if (memlimit > val) {
3544                         ret = -EINVAL;
3545                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3546                         break;
3547                 }
3548                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3549                 if (memswlimit < val)
3550                         enlarge = 1;
3551                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3552                 if (!ret) {
3553                         if (memlimit == val)
3554                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3555                         else
3556                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3557                 }
3558                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3559
3560                 if (!ret)
3561                         break;
3562
3563                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3564                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3565                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3566                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3567                 /* Usage is reduced ? */
3568                 if (curusage >= oldusage)
3569                         retry_count--;
3570                 else
3571                         oldusage = curusage;
3572         }
3573         if (!ret && enlarge)
3574                 memcg_oom_recover(memcg);
3575         return ret;
3576 }
3577
3578 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3579                                             gfp_t gfp_mask,
3580                                             unsigned long *total_scanned)
3581 {
3582         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3583         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3584         unsigned long reclaimed;
3585         int loop = 0;
3586         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3587         unsigned long long excess;
3588         unsigned long nr_scanned;
3589
3590         if (order > 0)
3591                 return 0;
3592
3593         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3594         /*
3595          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3596          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3597          * pressure
3598          */
3599         do {
3600                 if (next_mz)
3601                         mz = next_mz;
3602                 else
3603                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3604                 if (!mz)
3605                         break;
3606
3607                 nr_scanned = 0;
3608                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3609                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3610                 nr_reclaimed += reclaimed;
3611                 *total_scanned += nr_scanned;
3612                 spin_lock(&mctz->lock);
3613
3614                 /*
3615                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3616                  * it is time to move on to the next cgroup
3617                  */
3618                 next_mz = NULL;
3619                 if (!reclaimed) {
3620                         do {
3621                                 /*
3622                                  * Loop until we find yet another one.
3623                                  *
3624                                  * By the time we get the soft_limit lock
3625                                  * again, someone might have aded the
3626                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3627                                  * make sure we get a different mem.
3628                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3629                                  * NULL if no other cgroup is present on
3630                                  * the tree
3631                                  */
3632                                 next_mz =
3633                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3634                                 if (next_mz == mz)
3635                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3636                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3637                                         break;
3638                         } while (1);
3639                 }
3640                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3641                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3642                 /*
3643                  * One school of thought says that we should not add
3644                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3645                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3646                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3647                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3648                  * term TODO.
3649                  */
3650                 /* If excess == 0, no tree ops */
3651                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3652                 spin_unlock(&mctz->lock);
3653                 css_put(&mz->memcg->css);
3654                 loop++;
3655                 /*
3656                  * Could not reclaim anything and there are no more
3657                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3658                  * reclaiming anything.
3659                  */
3660                 if (!nr_reclaimed &&
3661                         (next_mz == NULL ||
3662                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3663                         break;
3664         } while (!nr_reclaimed);
3665         if (next_mz)
3666                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3667         return nr_reclaimed;
3668 }
3669
3670 /*
3671  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
3672  * reclaim the pages page themselves - it just removes the page_cgroups.
3673  * Returns true if some page_cgroups were not freed, indicating that the caller
3674  * must retry this operation.
3675  */
3676 static bool mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3677                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3678 {
3679         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3680         unsigned long flags, loop;
3681         struct list_head *list;
3682         struct page *busy;
3683         struct zone *zone;
3684
3685         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3686         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3687         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3688
3689         loop = mz->lru_size[lru];
3690         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3691         loop += 256;
3692         busy = NULL;
3693         while (loop--) {
3694                 struct page_cgroup *pc;
3695                 struct page *page;
3696
3697                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3698                 if (list_empty(list)) {
3699                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3700                         break;
3701                 }
3702                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3703                 if (busy == page) {
3704                         list_move(&page->lru, list);
3705                         busy = NULL;
3706                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3707                         continue;
3708                 }
3709                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3710
3711                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3712
3713                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
3714                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3715                         busy = page;
3716                         cond_resched();
3717                 } else
3718                         busy = NULL;
3719         }
3720         return !list_empty(list);
3721 }
3722
3723 /*
3724  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3725  * This enables deleting this mem_cgroup.
3726  */
3727 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3728 {
3729         int ret;
3730         int node, zid, shrink;
3731         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3732         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3733
3734         css_get(&memcg->css);
3735
3736         shrink = 0;
3737         /* should free all ? */
3738         if (free_all)
3739                 goto try_to_free;
3740 move_account:
3741         do {
3742                 ret = -EBUSY;
3743                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3744                         goto out;
3745                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3746                 lru_add_drain_all();
3747                 drain_all_stock_sync(memcg);
3748                 ret = 0;
3749                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3750                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3751                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3752                                 enum lru_list lru;
3753                                 for_each_lru(lru) {
3754                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3755                                                         node, zid, lru);
3756                                         if (ret)
3757                                                 break;
3758                                 }
3759                         }
3760                         if (ret)
3761                                 break;
3762                 }
3763                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3764                 memcg_oom_recover(memcg);
3765                 cond_resched();
3766         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3767         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0 || ret);
3768 out:
3769         css_put(&memcg->css);
3770         return ret;
3771
3772 try_to_free:
3773         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3774         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3775                 ret = -EBUSY;
3776                 goto out;
3777         }
3778         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3779         lru_add_drain_all();
3780         /* try to free all pages in this cgroup */
3781         shrink = 1;
3782         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3783                 int progress;
3784
3785                 if (signal_pending(current)) {
3786                         ret = -EINTR;
3787                         goto out;
3788                 }
3789                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3790                                                 false);
3791                 if (!progress) {
3792                         nr_retries--;
3793                         /* maybe some writeback is necessary */
3794                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3795                 }
3796
3797         }
3798         lru_add_drain();
3799         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3800         goto move_account;
3801 }
3802
3803 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3804 {
3805         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3806 }
3807
3808
3809 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3810 {
3811         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3812 }
3813
3814 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3815                                         u64 val)
3816 {
3817         int retval = 0;
3818         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3819         struct cgroup *parent = cont->parent;
3820         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3821
3822         if (parent)
3823                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3824
3825         cgroup_lock();
3826
3827         if (memcg->use_hierarchy == val)
3828                 goto out;
3829
3830         /*
3831          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3832          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3833          * occur, provided the current cgroup has no children.
3834          *
3835          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3836          * set if there are no children.
3837          */
3838         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3839                                 (val == 1 || val == 0)) {
3840                 if (list_empty(&cont->children))
3841                         memcg->use_hierarchy = val;
3842                 else
3843                         retval = -EBUSY;
3844         } else
3845                 retval = -EINVAL;
3846
3847 out:
3848         cgroup_unlock();
3849
3850         return retval;
3851 }
3852
3853
3854 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3855                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3856 {
3857         struct mem_cgroup *iter;
3858         long val = 0;
3859
3860         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3861         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3862                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3863
3864         if (val < 0) /* race ? */
3865                 val = 0;
3866         return val;
3867 }
3868
3869 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3870 {
3871         u64 val;
3872
3873         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3874                 if (!swap)
3875                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3876                 else
3877                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3878         }
3879
3880         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3881         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3882
3883         if (swap)
3884                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3885
3886         return val << PAGE_SHIFT;
3887 }
3888
3889 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3890                                struct file *file, char __user *buf,
3891                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
3892 {
3893         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3894         char str[64];
3895         u64 val;
3896         int type, name, len;
3897
3898         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3899         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3900
3901         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3902                 return -EOPNOTSUPP;
3903
3904         switch (type) {
3905         case _MEM:
3906                 if (name == RES_USAGE)
3907                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3908                 else
3909                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3910                 break;
3911         case _MEMSWAP:
3912                 if (name == RES_USAGE)
3913                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3914                 else
3915                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3916                 break;
3917         default:
3918                 BUG();
3919         }
3920
3921         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
3922         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
3923 }
3924 /*
3925  * The user of this function is...
3926  * RES_LIMIT.
3927  */
3928 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3929                             const char *buffer)
3930 {
3931         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3932         int type, name;
3933         unsigned long long val;
3934         int ret;
3935
3936         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3937         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3938
3939         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3940                 return -EOPNOTSUPP;
3941
3942         switch (name) {
3943         case RES_LIMIT:
3944                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3945                         ret = -EINVAL;
3946                         break;
3947                 }
3948                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3949                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3950                 if (ret)
3951                         break;
3952                 if (type == _MEM)
3953                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3954                 else
3955                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3956                 break;
3957         case RES_SOFT_LIMIT:
3958                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3959                 if (ret)
3960                         break;
3961                 /*
3962                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3963                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3964                  * control without swap
3965                  */
3966                 if (type == _MEM)
3967                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3968                 else
3969                         ret = -EINVAL;
3970                 break;
3971         default:
3972                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3973                 break;
3974         }
3975         return ret;
3976 }
3977
3978 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3979                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3980 {
3981         struct cgroup *cgroup;
3982         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3983
3984         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3985         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3986         cgroup = memcg->css.cgroup;
3987         if (!memcg->use_hierarchy)
3988                 goto out;
3989
3990         while (cgroup->parent) {
3991                 cgroup = cgroup->parent;
3992                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3993                 if (!memcg->use_hierarchy)
3994                         break;
3995                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3996                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3997                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3998                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3999         }
4000 out:
4001         *mem_limit = min_limit;
4002         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4003 }
4004
4005 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4006 {
4007         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4008         int type, name;
4009
4010         type = MEMFILE_TYPE(event);
4011         name = MEMFILE_ATTR(event);
4012
4013         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4014                 return -EOPNOTSUPP;
4015
4016         switch (name) {
4017         case RES_MAX_USAGE:
4018                 if (type == _MEM)
4019                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4020                 else
4021                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4022                 break;
4023         case RES_FAILCNT:
4024                 if (type == _MEM)
4025                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4026                 else
4027                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4028                 break;
4029         }
4030
4031         return 0;
4032 }
4033
4034 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4035                                         struct cftype *cft)
4036 {
4037         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4038 }
4039
4040 #ifdef CONFIG_MMU
4041 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4042                                         struct cftype *cft, u64 val)
4043 {
4044         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4045
4046         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4047                 return -EINVAL;
4048         /*
4049          * We check this value several times in both in can_attach() and
4050          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4051          * inconsistent.
4052          */
4053         cgroup_lock();
4054         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4055         cgroup_unlock();
4056
4057         return 0;
4058 }
4059 #else
4060 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4061                                         struct cftype *cft, u64 val)
4062 {
4063         return -ENOSYS;
4064 }
4065 #endif
4066
4067 #ifdef CONFIG_NUMA
4068 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4069                                       struct seq_file *m)
4070 {
4071         int nid;
4072         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4073         unsigned long node_nr;
4074         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4075
4076         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4077         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4078         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4079                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4080                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4081         }
4082         seq_putc(m, '\n');
4083
4084         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4085         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4086         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4087                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4088                                 LRU_ALL_FILE);
4089                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4090         }
4091         seq_putc(m, '\n');
4092
4093         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4094         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4095         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4096                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4097                                 LRU_ALL_ANON);
4098                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4099         }
4100         seq_putc(m, '\n');
4101
4102         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4103         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4104         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4105                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4106                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4107                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4108         }
4109         seq_putc(m, '\n');
4110         return 0;
4111 }
4112 #endif /* CONFIG_NUMA */
4113
4114 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
4115         "inactive_anon",
4116         "active_anon",
4117         "inactive_file",
4118         "active_file",
4119         "unevictable",
4120 };
4121
4122 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
4123 {
4124         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
4125 }
4126
4127 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4128                                  struct seq_file *m)
4129 {
4130         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4131         struct mem_cgroup *mi;
4132         unsigned int i;
4133
4134         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4135                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4136                         continue;
4137                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
4138                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
4139         }
4140
4141         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
4142                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
4143                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
4144
4145         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4146                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4147                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
4148
4149         /* Hierarchical information */
4150         {
4151                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4152                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4153                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
4154                 if (do_swap_account)
4155                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4156                                    memsw_limit);
4157         }
4158
4159         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4160                 long long val = 0;
4161
4162                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4163                         continue;
4164                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4165                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
4166                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
4167         }
4168
4169         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
4170                 unsigned long long val = 0;
4171
4172                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4173                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
4174                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4175                            mem_cgroup_events_names[i], val);
4176         }
4177
4178         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
4179                 unsigned long long val = 0;
4180
4181                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4182                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4183                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4184         }
4185
4186 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4187         {
4188                 int nid, zid;
4189                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4190                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4191                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4192                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4193
4194                 for_each_online_node(nid)
4195                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4196                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4197                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4198
4199                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4200                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4201                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4202                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4203                         }
4204                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4205                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4206                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4207                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4208         }
4209 #endif
4210
4211         return 0;
4212 }
4213
4214 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4215 {
4216         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4217
4218         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4219 }
4220
4221 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4222                                        u64 val)
4223 {
4224         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4225         struct mem_cgroup *parent;
4226
4227         if (val > 100)
4228                 return -EINVAL;
4229
4230         if (cgrp->parent == NULL)
4231                 return -EINVAL;
4232
4233         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4234
4235         cgroup_lock();
4236
4237         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4238         if ((parent->use_hierarchy) ||
4239             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4240                 cgroup_unlock();
4241                 return -EINVAL;
4242         }
4243
4244         memcg->swappiness = val;
4245
4246         cgroup_unlock();
4247
4248         return 0;
4249 }
4250
4251 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4252 {
4253         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4254         u64 usage;
4255         int i;
4256
4257         rcu_read_lock();
4258         if (!swap)
4259                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4260         else
4261                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4262
4263         if (!t)
4264                 goto unlock;
4265
4266         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4267
4268         /*
4269          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4270          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4271          * call of __mem_cgroup_threshold().
4272          */
4273         i = t->current_threshold;
4274
4275         /*
4276          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4277          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4278          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4279          * only one element of the array here.
4280          */
4281         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4282                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4283
4284         /* i = current_threshold + 1 */
4285         i++;
4286
4287         /*
4288          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4289          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4290          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4291          * only one element of the array here.
4292          */
4293         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4294                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4295
4296         /* Update current_threshold */
4297         t->current_threshold = i - 1;
4298 unlock:
4299         rcu_read_unlock();
4300 }
4301
4302 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4303 {
4304         while (memcg) {
4305                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4306                 if (do_swap_account)
4307                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4308
4309                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4310         }
4311 }
4312
4313 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4314 {
4315         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4316         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4317
4318         return _a->threshold - _b->threshold;
4319 }
4320
4321 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4322 {
4323         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4324
4325         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4326                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4327         return 0;
4328 }
4329
4330 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4331 {
4332         struct mem_cgroup *iter;
4333
4334         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4335                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4336 }
4337
4338 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4339         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4340 {
4341         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4342         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4343         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4344         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4345         u64 threshold, usage;
4346         int i, size, ret;
4347
4348         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4349         if (ret)
4350                 return ret;
4351
4352         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4353
4354         if (type == _MEM)
4355                 thresholds = &memcg->thresholds;
4356         else if (type == _MEMSWAP)
4357                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4358         else
4359                 BUG();
4360
4361         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4362
4363         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4364         if (thresholds->primary)
4365                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4366
4367         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4368
4369         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4370         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4371                         GFP_KERNEL);
4372         if (!new) {
4373                 ret = -ENOMEM;
4374                 goto unlock;
4375         }
4376         new->size = size;
4377
4378         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4379         if (thresholds->primary) {
4380                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4381                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4382         }
4383
4384         /* Add new threshold */
4385         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4386         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4387
4388         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4389         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4390                         compare_thresholds, NULL);
4391
4392         /* Find current threshold */
4393         new->current_threshold = -1;
4394         for (i = 0; i < size; i++) {
4395                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4396                         /*
4397                          * new->current_threshold will not be used until
4398                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4399                          * it here.
4400                          */
4401                         ++new->current_threshold;
4402                 } else
4403                         break;
4404         }
4405
4406         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4407         kfree(thresholds->spare);
4408         thresholds->spare = thresholds->primary;
4409
4410         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4411
4412         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4413         synchronize_rcu();
4414
4415 unlock:
4416         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4417
4418         return ret;
4419 }
4420
4421 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4422         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4423 {
4424         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4425         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4426         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4427         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4428         u64 usage;
4429         int i, j, size;
4430
4431         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4432         if (type == _MEM)
4433                 thresholds = &memcg->thresholds;
4434         else if (type == _MEMSWAP)
4435                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4436         else
4437                 BUG();
4438
4439         if (!thresholds->primary)
4440                 goto unlock;
4441
4442         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4443
4444         /* Check if a threshold crossed before removing */
4445         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4446
4447         /* Calculate new number of threshold */
4448         size = 0;
4449         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4450                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4451                         size++;
4452         }
4453
4454         new = thresholds->spare;
4455
4456         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4457         if (!size) {
4458                 kfree(new);
4459                 new = NULL;
4460                 goto swap_buffers;
4461         }
4462
4463         new->size = size;
4464
4465         /* Copy thresholds and find current threshold */
4466         new->current_threshold = -1;
4467         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4468                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4469                         continue;
4470
4471                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4472                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4473                         /*
4474                          * new->current_threshold will not be used
4475                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4476                          * it here.
4477                          */
4478                         ++new->current_threshold;
4479                 }
4480                 j++;
4481         }
4482
4483 swap_buffers:
4484         /* Swap primary and spare array */
4485         thresholds->spare = thresholds->primary;
4486         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4487         if (!new) {
4488                 kfree(thresholds->spare);
4489                 thresholds->spare = NULL;
4490         }
4491
4492         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4493
4494         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4495         synchronize_rcu();
4496 unlock:
4497         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4498 }
4499
4500 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4501         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4502 {
4503         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4504         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4505         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4506
4507         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4508         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4509         if (!event)
4510                 return -ENOMEM;
4511
4512         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4513
4514         event->eventfd = eventfd;
4515         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4516
4517         /* already in OOM ? */
4518         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4519                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4520         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4521
4522         return 0;
4523 }
4524
4525 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4526         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4527 {
4528         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4529         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4530         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4531
4532         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4533
4534         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4535
4536         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4537                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4538                         list_del(&ev->list);
4539                         kfree(ev);
4540                 }
4541         }
4542
4543         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4544 }
4545
4546 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4547         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4548 {
4549         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4550
4551         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4552
4553         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4554                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4555         else
4556                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4557         return 0;
4558 }
4559
4560 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4561         struct cftype *cft, u64 val)
4562 {
4563         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4564         struct mem_cgroup *parent;
4565
4566         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4567         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4568                 return -EINVAL;
4569
4570         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4571
4572         cgroup_lock();
4573         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4574         if ((parent->use_hierarchy) ||
4575             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4576                 cgroup_unlock();
4577                 return -EINVAL;
4578         }
4579         memcg->oom_kill_disable = val;
4580         if (!val)
4581                 memcg_oom_recover(memcg);
4582         cgroup_unlock();
4583         return 0;
4584 }
4585
4586 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4587 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4588 {
4589         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4590 };
4591
4592 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4593 {
4594         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4595 }
4596 #else
4597 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4598 {
4599         return 0;
4600 }
4601
4602 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4603 {
4604 }
4605 #endif
4606
4607 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4608         {
4609                 .name = "usage_in_bytes",
4610                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4611                 .read = mem_cgroup_read,
4612                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4613                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4614         },
4615         {
4616                 .name = "max_usage_in_bytes",
4617                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4618                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4619                 .read = mem_cgroup_read,
4620         },
4621         {
4622                 .name = "limit_in_bytes",
4623                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4624                 .write_string = mem_cgroup_write,
4625                 .read = mem_cgroup_read,
4626         },
4627         {
4628                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4629                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4630                 .write_string = mem_cgroup_write,
4631                 .read = mem_cgroup_read,
4632         },
4633         {
4634                 .name = "failcnt",
4635                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4636                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4637                 .read = mem_cgroup_read,
4638         },
4639         {
4640                 .name = "stat",
4641                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
4642         },
4643         {
4644                 .name = "force_empty",
4645                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4646         },
4647         {
4648                 .name = "use_hierarchy",
4649                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4650                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4651         },
4652         {
4653                 .name = "swappiness",
4654                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4655                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4656         },
4657         {
4658                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4659                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4660                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4661         },
4662         {
4663                 .name = "oom_control",
4664                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4665                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4666                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4667                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4668                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4669         },
4670 #ifdef CONFIG_NUMA
4671         {
4672                 .name = "numa_stat",
4673                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
4674         },
4675 #endif
4676 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4677         {
4678                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4679                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4680                 .read = mem_cgroup_read,
4681                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4682                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4683         },
4684         {
4685                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4686                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4687                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4688                 .read = mem_cgroup_read,
4689         },
4690         {
4691                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4692                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4693                 .write_string = mem_cgroup_write,
4694                 .read = mem_cgroup_read,
4695         },
4696         {
4697                 .name = "memsw.failcnt",
4698                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4699                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4700                 .read = mem_cgroup_read,
4701         },
4702 #endif
4703         { },    /* terminate */
4704 };
4705
4706 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4707 {
4708         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4709         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4710         int zone, tmp = node;
4711         /*
4712          * This routine is called against possible nodes.
4713          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4714          *
4715          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4716          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4717          *       function.
4718          */
4719         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4720                 tmp = -1;
4721         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4722         if (!pn)
4723                 return 1;
4724
4725         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4726                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4727                 lruvec_init(&mz->lruvec, &NODE_DATA(node)->node_zones[zone]);
4728                 mz->usage_in_excess = 0;
4729                 mz->on_tree = false;
4730                 mz->memcg = memcg;
4731         }
4732         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4733         return 0;
4734 }
4735
4736 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4737 {
4738         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4739 }
4740
4741 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4742 {
4743         struct mem_cgroup *memcg;
4744         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4745
4746         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4747         if (size < PAGE_SIZE)
4748                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4749         else
4750                 memcg = vzalloc(size);
4751
4752         if (!memcg)
4753                 return NULL;
4754
4755         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4756         if (!memcg->stat)
4757                 goto out_free;
4758         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4759         return memcg;
4760
4761 out_free:
4762         if (size < PAGE_SIZE)
4763                 kfree(memcg);
4764         else
4765                 vfree(memcg);
4766         return NULL;
4767 }
4768
4769 /*
4770  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4771  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4772  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4773  */
4774 static void free_work(struct work_struct *work)
4775 {
4776         struct mem_cgroup *memcg;
4777         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4778
4779         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4780         /*
4781          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
4782          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
4783          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
4784          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
4785          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
4786          *
4787          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
4788          * to move this code around, and make sure it is outside
4789          * the cgroup_lock.
4790          */
4791         disarm_sock_keys(memcg);
4792         if (size < PAGE_SIZE)
4793                 kfree(memcg);
4794         else
4795                 vfree(memcg);
4796 }
4797
4798 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4799 {
4800         struct mem_cgroup *memcg;
4801
4802         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4803         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
4804         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4805 }
4806
4807 /*
4808  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4809  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4810  *
4811  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4812  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4813  * it goes down to 0.
4814  *
4815  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4816  */
4817
4818 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4819 {
4820         int node;
4821
4822         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4823         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4824
4825         for_each_node(node)
4826                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4827
4828         free_percpu(memcg->stat);
4829         call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
4830 }
4831
4832 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4833 {
4834         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4835 }
4836
4837 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4838 {
4839         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4840                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4841                 __mem_cgroup_free(memcg);
4842                 if (parent)
4843                         mem_cgroup_put(parent);
4844         }
4845 }
4846
4847 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4848 {
4849         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4850 }
4851
4852 /*
4853  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4854  */
4855 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4856 {
4857         if (!memcg->res.parent)
4858                 return NULL;
4859         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4860 }
4861 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4862
4863 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4864 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4865 {
4866         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4867                 do_swap_account = 1;
4868 }
4869 #else
4870 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4871 {
4872 }
4873 #endif
4874
4875 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4876 {
4877         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4878         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4879         int tmp, node, zone;
4880
4881         for_each_node(node) {
4882                 tmp = node;
4883                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4884                         tmp = -1;
4885                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4886                 if (!rtpn)
4887                         goto err_cleanup;
4888
4889                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4890
4891                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4892                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4893                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4894                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4895                 }
4896         }
4897         return 0;
4898
4899 err_cleanup:
4900         for_each_node(node) {
4901                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4902                         break;
4903                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4904                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4905         }
4906         return 1;
4907
4908 }
4909
4910 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4911 mem_cgroup_create(struct cgroup *cont)
4912 {
4913         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4914         long error = -ENOMEM;
4915         int node;
4916
4917         memcg = mem_cgroup_alloc();
4918         if (!memcg)
4919                 return ERR_PTR(error);
4920
4921         for_each_node(node)
4922                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4923                         goto free_out;
4924
4925         /* root ? */
4926         if (cont->parent == NULL) {
4927                 int cpu;
4928                 enable_swap_cgroup();
4929                 parent = NULL;
4930                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4931                         goto free_out;
4932                 root_mem_cgroup = memcg;
4933                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4934                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4935                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4936                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4937                 }
4938                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4939         } else {
4940                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4941                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4942                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4943         }
4944
4945         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4946                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4947                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4948                 /*
4949                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4950                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4951                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4952                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
4953                  */
4954                 mem_cgroup_get(parent);
4955         } else {
4956                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
4957                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4958         }
4959         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4960         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4961
4962         if (parent)
4963                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4964         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
4965         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4966         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4967         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4968
4969         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
4970         if (error) {
4971                 /*
4972                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
4973                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
4974                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
4975                  */
4976                 mem_cgroup_put(memcg);
4977                 return ERR_PTR(error);
4978         }
4979         return &memcg->css;
4980 free_out:
4981         __mem_cgroup_free(memcg);
4982         return ERR_PTR(error);
4983 }
4984
4985 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup *cont)
4986 {
4987         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4988
4989         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
4990 }
4991
4992 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
4993 {
4994         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4995
4996         kmem_cgroup_destroy(memcg);
4997
4998         mem_cgroup_put(memcg);
4999 }
5000
5001 #ifdef CONFIG_MMU
5002 /* Handlers for move charge at task migration. */
5003 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5004 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5005 {
5006         int ret = 0;
5007         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5008         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5009
5010         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5011                 mc.precharge += count;
5012                 /* we don't need css_get for root */
5013                 return ret;
5014         }
5015         /* try to charge at once */
5016         if (count > 1) {
5017                 struct res_counter *dummy;
5018                 /*
5019                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5020                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5021                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5022                  * css_get().
5023                  */
5024                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5025                         goto one_by_one;
5026                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5027                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5028                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5029                         goto one_by_one;
5030                 }
5031                 mc.precharge += count;
5032                 return ret;
5033         }
5034 one_by_one:
5035         /* fall back to one by one charge */
5036         while (count--) {
5037                 if (signal_pending(current)) {
5038                         ret = -EINTR;
5039                         break;
5040                 }
5041                 if (!batch_count--) {
5042                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5043                         cond_resched();
5044                 }
5045                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5046                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5047                 if (ret)
5048                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5049                         return ret;
5050                 mc.precharge++;
5051         }
5052         return ret;
5053 }
5054
5055 /**
5056  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5057  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5058  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5059  * @ptent: the pte to be checked
5060  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5061  *
5062  * Returns
5063  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5064  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5065  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5066  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5067  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5068  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5069  *     in target->ent.
5070  *
5071  * Called with pte lock held.
5072  */
5073 union mc_target {
5074         struct page     *page;
5075         swp_entry_t     ent;
5076 };
5077
5078 enum mc_target_type {
5079         MC_TARGET_NONE = 0,
5080         MC_TARGET_PAGE,
5081         MC_TARGET_SWAP,
5082 };
5083
5084 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5085                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5086 {
5087         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5088
5089         if (!page || !page_mapped(page))
5090                 return NULL;
5091         if (PageAnon(page)) {
5092                 /* we don't move shared anon */
5093                 if (!move_anon())
5094                         return NULL;
5095         } else if (!move_file())
5096                 /* we ignore mapcount for file pages */
5097                 return NULL;
5098         if (!get_page_unless_zero(page))
5099                 return NULL;
5100
5101         return page;
5102 }
5103
5104 #ifdef CONFIG_SWAP
5105 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5106                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5107 {
5108         struct page *page = NULL;
5109         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5110
5111         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5112                 return NULL;
5113         /*
5114          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5115          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5116          */
5117         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
5118         if (do_swap_account)
5119                 entry->val = ent.val;
5120
5121         return page;
5122 }
5123 #else
5124 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5125                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5126 {
5127         return NULL;
5128 }
5129 #endif
5130
5131 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5132                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5133 {
5134         struct page *page = NULL;
5135         struct address_space *mapping;
5136         pgoff_t pgoff;
5137
5138         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5139                 return NULL;
5140         if (!move_file())
5141                 return NULL;
5142
5143         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5144         if (pte_none(ptent))
5145                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5146         else /* pte_file(ptent) is true */
5147                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5148
5149         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5150         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5151
5152 #ifdef CONFIG_SWAP
5153         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5154         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5155                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5156                 if (do_swap_account)
5157                         *entry = swap;
5158                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5159         }
5160 #endif
5161         return page;
5162 }
5163
5164 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5165                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5166 {
5167         struct page *page = NULL;
5168         struct page_cgroup *pc;
5169         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5170         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5171
5172         if (pte_present(ptent))
5173                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5174         else if (is_swap_pte(ptent))
5175                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5176         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5177                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5178
5179         if (!page && !ent.val)
5180                 return ret;
5181         if (page) {
5182                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5183                 /*
5184                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5185                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5186                  * the lock.
5187                  */
5188                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5189                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5190                         if (target)
5191                                 target->page = page;
5192                 }
5193                 if (!ret || !target)
5194                         put_page(page);
5195         }
5196         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5197         if (ent.val && !ret &&
5198                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5199                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5200                 if (target)
5201                         target->ent = ent;
5202         }
5203         return ret;
5204 }
5205
5206 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5207 /*
5208  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5209  * support them for now.
5210  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5211  */
5212 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5213                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5214 {
5215         struct page *page = NULL;
5216         struct page_cgroup *pc;
5217         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5218
5219         page = pmd_page(pmd);
5220         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5221         if (!move_anon())
5222                 return ret;
5223         pc = lookup_page_cgroup(page);
5224         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5225                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5226                 if (target) {
5227                         get_page(page);
5228                         target->page = page;
5229                 }
5230         }
5231         return ret;
5232 }
5233 #else
5234 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5235                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5236 {
5237         return MC_TARGET_NONE;
5238 }
5239 #endif
5240
5241 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5242                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5243                                         struct mm_walk *walk)
5244 {
5245         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5246         pte_t *pte;
5247         spinlock_t *ptl;
5248
5249         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5250                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5251                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5252                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5253                 return 0;
5254         }
5255
5256         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5257                 return 0;
5258         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5259         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5260                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5261                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5262         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5263         cond_resched();
5264
5265         return 0;
5266 }
5267
5268 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5269 {
5270         unsigned long precharge;
5271         struct vm_area_struct *vma;
5272
5273         down_read(&mm->mmap_sem);
5274         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5275                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5276                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5277                         .mm = mm,
5278                         .private = vma,
5279                 };
5280                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5281                         continue;
5282                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5283                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5284         }
5285         up_read(&mm->mmap_sem);
5286
5287         precharge = mc.precharge;
5288         mc.precharge = 0;
5289
5290         return precharge;
5291 }
5292
5293 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5294 {
5295         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5296
5297         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5298         mc.moving_task = current;
5299         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5300 }
5301
5302 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5303 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5304 {
5305         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5306         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5307
5308         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5309         if (mc.precharge) {
5310                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5311                 mc.precharge = 0;
5312         }
5313         /*
5314          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5315          * we must uncharge here.
5316          */
5317         if (mc.moved_charge) {
5318                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5319                 mc.moved_charge = 0;
5320         }
5321         /* we must fixup refcnts and charges */
5322         if (mc.moved_swap) {
5323                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5324                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5325                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5326                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5327                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5328
5329                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5330                         /*
5331                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5332                          * uncharge to->res.
5333                          */
5334                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5335                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5336                 }
5337                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5338                 mc.moved_swap = 0;
5339         }
5340         memcg_oom_recover(from);
5341         memcg_oom_recover(to);
5342         wake_up_all(&mc.waitq);
5343 }
5344
5345 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5346 {
5347         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5348
5349         /*
5350          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5351          * task migration.
5352          */
5353         mc.moving_task = NULL;
5354         __mem_cgroup_clear_mc();
5355         spin_lock(&mc.lock);
5356         mc.from = NULL;
5357         mc.to = NULL;
5358         spin_unlock(&mc.lock);
5359         mem_cgroup_end_move(from);
5360 }
5361
5362 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5363                                  struct cgroup_taskset *tset)
5364 {
5365         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5366         int ret = 0;
5367         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5368
5369         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5370                 struct mm_struct *mm;
5371                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5372
5373                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5374
5375                 mm = get_task_mm(p);
5376                 if (!mm)
5377                         return 0;
5378                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5379                 if (mm->owner == p) {
5380                         VM_BUG_ON(mc.from);
5381                         VM_BUG_ON(mc.to);
5382                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5383                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5384                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5385                         mem_cgroup_start_move(from);
5386                         spin_lock(&mc.lock);
5387                         mc.from = from;
5388                         mc.to = memcg;
5389                         spin_unlock(&mc.lock);
5390                         /* We set mc.moving_task later */
5391
5392                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5393                         if (ret)
5394                                 mem_cgroup_clear_mc();
5395                 }
5396                 mmput(mm);
5397         }
5398         return ret;
5399 }
5400
5401 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5402                                      struct cgroup_taskset *tset)
5403 {
5404         mem_cgroup_clear_mc();
5405 }
5406
5407 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5408                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5409                                 struct mm_walk *walk)
5410 {
5411         int ret = 0;
5412         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5413         pte_t *pte;
5414         spinlock_t *ptl;
5415         enum mc_target_type target_type;
5416         union mc_target target;
5417         struct page *page;
5418         struct page_cgroup *pc;
5419
5420         /*
5421          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5422          * happens because:
5423          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5424          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5425          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5426          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5427          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5428          *    part of thp split is not executed yet.
5429          */
5430         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5431                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5432                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5433                         return 0;
5434                 }
5435                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5436                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5437                         page = target.page;
5438                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5439                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5440                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5441                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
5442                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5443                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5444                                 }
5445                                 putback_lru_page(page);
5446                         }
5447                         put_page(page);
5448                 }
5449                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5450                 return 0;
5451         }
5452
5453         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5454                 return 0;
5455 retry:
5456         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5457         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5458                 pte_t ptent = *(pte++);
5459                 swp_entry_t ent;
5460
5461                 if (!mc.precharge)
5462                         break;
5463
5464                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5465                 case MC_TARGET_PAGE:
5466                         page = target.page;
5467                         if (isolate_lru_page(page))
5468                                 goto put;
5469                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5470                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5471                                                      mc.from, mc.to)) {
5472                                 mc.precharge--;
5473                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5474                                 mc.moved_charge++;
5475                         }
5476                         putback_lru_page(page);
5477 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5478                         put_page(page);
5479                         break;
5480                 case MC_TARGET_SWAP:
5481                         ent = target.ent;
5482                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5483                                 mc.precharge--;
5484                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5485                                 mc.moved_swap++;
5486                         }
5487                         break;
5488                 default:
5489                         break;
5490                 }
5491         }
5492         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5493         cond_resched();
5494
5495         if (addr != end) {
5496                 /*
5497                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5498                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5499                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5500                  * phase.
5501                  */
5502                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5503                 if (!ret)
5504                         goto retry;
5505         }
5506
5507         return ret;
5508 }
5509
5510 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5511 {
5512         struct vm_area_struct *vma;
5513
5514         lru_add_drain_all();
5515 retry:
5516         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5517                 /*
5518                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5519                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5520                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5521                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5522                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5523                  */
5524                 __mem_cgroup_clear_mc();
5525                 cond_resched();
5526                 goto retry;
5527         }
5528         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5529                 int ret;
5530                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5531                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5532                         .mm = mm,
5533                         .private = vma,
5534                 };
5535                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5536                         continue;
5537                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5538                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5539                 if (ret)
5540                         /*
5541                          * means we have consumed all precharges and failed in
5542                          * doing additional charge. Just abandon here.
5543                          */
5544                         break;
5545         }
5546         up_read(&mm->mmap_sem);
5547 }
5548
5549 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5550                                  struct cgroup_taskset *tset)
5551 {
5552         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5553         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5554
5555         if (mm) {
5556                 if (mc.to)
5557                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5558                 mmput(mm);
5559         }
5560         if (mc.to)
5561                 mem_cgroup_clear_mc();
5562 }
5563 #else   /* !CONFIG_MMU */
5564 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5565                                  struct cgroup_taskset *tset)
5566 {
5567         return 0;
5568 }
5569 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5570                                      struct cgroup_taskset *tset)
5571 {
5572 }
5573 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5574                                  struct cgroup_taskset *tset)
5575 {
5576 }
5577 #endif
5578
5579 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5580         .name = "memory",
5581         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5582         .create = mem_cgroup_create,
5583         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5584         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5585         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5586         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5587         .attach = mem_cgroup_move_task,
5588         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
5589         .early_init = 0,
5590         .use_id = 1,
5591         .__DEPRECATED_clear_css_refs = true,
5592 };
5593
5594 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5595 static int __init enable_swap_account(char *s)
5596 {
5597         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5598         if (!strcmp(s, "1"))
5599                 really_do_swap_account = 1;
5600         else if (!strcmp(s, "0"))
5601                 really_do_swap_account = 0;
5602         return 1;
5603 }
5604 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5605
5606 #endif