mm: memcg: convert numa stat to read_seq_string interface
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/mutex.h>
38 #include <linux/rbtree.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/tcp_memcontrol.h>
55
56 #include <asm/uaccess.h>
57
58 #include <trace/events/vmscan.h>
59
60 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
61 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
62 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
63
64 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
65 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
66 int do_swap_account __read_mostly;
67
68 /* for remember boot option*/
69 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
70 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
71 #else
72 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
73 #endif
74
75 #else
76 #define do_swap_account         0
77 #endif
78
79
80 /*
81  * Statistics for memory cgroup.
82  */
83 enum mem_cgroup_stat_index {
84         /*
85          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
86          */
87         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
88         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
89         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
90         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
91         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
92 };
93
94 enum mem_cgroup_events_index {
95         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
96         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
97         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
101 };
102 /*
103  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
104  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
105  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
106  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
107  */
108 enum mem_cgroup_events_target {
109         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
110         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
111         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
112         MEM_CGROUP_NTARGETS,
113 };
114 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
115 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
116 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
117
118 struct mem_cgroup_stat_cpu {
119         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
120         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
121         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
122 };
123
124 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
125         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
126         int position;
127         /* scan generation, increased every round-trip */
128         unsigned int generation;
129 };
130
131 /*
132  * per-zone information in memory controller.
133  */
134 struct mem_cgroup_per_zone {
135         struct lruvec           lruvec;
136         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
137
138         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
139
140         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
141         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
142                                                 /* the soft limit is exceeded*/
143         bool                    on_tree;
144         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
145                                                 /* use container_of        */
146 };
147
148 struct mem_cgroup_per_node {
149         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
150 };
151
152 struct mem_cgroup_lru_info {
153         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
154 };
155
156 /*
157  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
158  * their hierarchy representation
159  */
160
161 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
162         struct rb_root rb_root;
163         spinlock_t lock;
164 };
165
166 struct mem_cgroup_tree_per_node {
167         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
168 };
169
170 struct mem_cgroup_tree {
171         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
172 };
173
174 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
175
176 struct mem_cgroup_threshold {
177         struct eventfd_ctx *eventfd;
178         u64 threshold;
179 };
180
181 /* For threshold */
182 struct mem_cgroup_threshold_ary {
183         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
184         int current_threshold;
185         /* Size of entries[] */
186         unsigned int size;
187         /* Array of thresholds */
188         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
189 };
190
191 struct mem_cgroup_thresholds {
192         /* Primary thresholds array */
193         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
194         /*
195          * Spare threshold array.
196          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
197          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
198          */
199         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
200 };
201
202 /* for OOM */
203 struct mem_cgroup_eventfd_list {
204         struct list_head list;
205         struct eventfd_ctx *eventfd;
206 };
207
208 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
209 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
210
211 /*
212  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
213  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
214  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
215  * to help the administrator determine what knobs to tune.
216  *
217  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
218  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
219  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
220  * a feature that will be implemented much later in the future.
221  */
222 struct mem_cgroup {
223         struct cgroup_subsys_state css;
224         /*
225          * the counter to account for memory usage
226          */
227         struct res_counter res;
228
229         union {
230                 /*
231                  * the counter to account for mem+swap usage.
232                  */
233                 struct res_counter memsw;
234
235                 /*
236                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
237                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
238                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
239                  * in a union with the res field, but res plays a much
240                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
241                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
242                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
243                  */
244                 struct rcu_head rcu_freeing;
245                 /*
246                  * But when using vfree(), that cannot be done at
247                  * interrupt time, so we must then queue the work.
248                  */
249                 struct work_struct work_freeing;
250         };
251
252         /*
253          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
254          * per zone LRU lists.
255          */
256         struct mem_cgroup_lru_info info;
257         int last_scanned_node;
258 #if MAX_NUMNODES > 1
259         nodemask_t      scan_nodes;
260         atomic_t        numainfo_events;
261         atomic_t        numainfo_updating;
262 #endif
263         /*
264          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
265          */
266         bool use_hierarchy;
267
268         bool            oom_lock;
269         atomic_t        under_oom;
270
271         atomic_t        refcnt;
272
273         int     swappiness;
274         /* OOM-Killer disable */
275         int             oom_kill_disable;
276
277         /* set when res.limit == memsw.limit */
278         bool            memsw_is_minimum;
279
280         /* protect arrays of thresholds */
281         struct mutex thresholds_lock;
282
283         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
284         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
285
286         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
287         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
288
289         /* For oom notifier event fd */
290         struct list_head oom_notify;
291
292         /*
293          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
294          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
295          */
296         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
297         /*
298          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
299          */
300         atomic_t        moving_account;
301         /* taken only while moving_account > 0 */
302         spinlock_t      move_lock;
303         /*
304          * percpu counter.
305          */
306         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
307         /*
308          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
309          * See mem_cgroup_read_stat().
310          */
311         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
312         spinlock_t pcp_counter_lock;
313
314 #ifdef CONFIG_INET
315         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
316 #endif
317 };
318
319 /* Stuffs for move charges at task migration. */
320 /*
321  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
322  * left-shifted bitmap of these types.
323  */
324 enum move_type {
325         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
326         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
327         NR_MOVE_TYPE,
328 };
329
330 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
331 static struct move_charge_struct {
332         spinlock_t        lock; /* for from, to */
333         struct mem_cgroup *from;
334         struct mem_cgroup *to;
335         unsigned long precharge;
336         unsigned long moved_charge;
337         unsigned long moved_swap;
338         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
339         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
340 } mc = {
341         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
342         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
343 };
344
345 static bool move_anon(void)
346 {
347         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
348                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
349 }
350
351 static bool move_file(void)
352 {
353         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
354                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
355 }
356
357 /*
358  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
359  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
360  */
361 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
362 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
363
364 enum charge_type {
365         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
366         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
367         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
368         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
369         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
370         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
371         NR_CHARGE_TYPE,
372 };
373
374 /* for encoding cft->private value on file */
375 #define _MEM                    (0)
376 #define _MEMSWAP                (1)
377 #define _OOM_TYPE               (2)
378 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
379 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
380 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
381 /* Used for OOM nofiier */
382 #define OOM_CONTROL             (0)
383
384 /*
385  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
386  */
387 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
388 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
389 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
390 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
391
392 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
393 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
394
395 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
396 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
397 #include <net/sock.h>
398 #include <net/ip.h>
399
400 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
401 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
402 {
403         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
404                 struct mem_cgroup *memcg;
405
406                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
407
408                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
409                  * filled. It won't however, necessarily happen from
410                  * process context. So the test for root memcg given
411                  * the current task's memcg won't help us in this case.
412                  *
413                  * Respecting the original socket's memcg is a better
414                  * decision in this case.
415                  */
416                 if (sk->sk_cgrp) {
417                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
418                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
419                         return;
420                 }
421
422                 rcu_read_lock();
423                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
424                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
425                         mem_cgroup_get(memcg);
426                         sk->sk_cgrp = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
427                 }
428                 rcu_read_unlock();
429         }
430 }
431 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
432
433 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
434 {
435         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
436                 struct mem_cgroup *memcg;
437                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
438                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
439                 mem_cgroup_put(memcg);
440         }
441 }
442
443 #ifdef CONFIG_INET
444 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
445 {
446         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
447                 return NULL;
448
449         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
450 }
451 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
452 #endif /* CONFIG_INET */
453 #endif /* CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM */
454
455 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
456
457 static struct mem_cgroup_per_zone *
458 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
459 {
460         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
461 }
462
463 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
464 {
465         return &memcg->css;
466 }
467
468 static struct mem_cgroup_per_zone *
469 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
470 {
471         int nid = page_to_nid(page);
472         int zid = page_zonenum(page);
473
474         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
475 }
476
477 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
478 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
479 {
480         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
481 }
482
483 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
484 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
485 {
486         int nid = page_to_nid(page);
487         int zid = page_zonenum(page);
488
489         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
490 }
491
492 static void
493 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
494                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
495                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
496                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
497 {
498         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
499         struct rb_node *parent = NULL;
500         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
501
502         if (mz->on_tree)
503                 return;
504
505         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
506         if (!mz->usage_in_excess)
507                 return;
508         while (*p) {
509                 parent = *p;
510                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
511                                         tree_node);
512                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
513                         p = &(*p)->rb_left;
514                 /*
515                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
516                  * limit by the same amount
517                  */
518                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
519                         p = &(*p)->rb_right;
520         }
521         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
522         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
523         mz->on_tree = true;
524 }
525
526 static void
527 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
528                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
529                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
530 {
531         if (!mz->on_tree)
532                 return;
533         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
534         mz->on_tree = false;
535 }
536
537 static void
538 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
539                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
540                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
541 {
542         spin_lock(&mctz->lock);
543         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
544         spin_unlock(&mctz->lock);
545 }
546
547
548 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
549 {
550         unsigned long long excess;
551         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
552         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
553         int nid = page_to_nid(page);
554         int zid = page_zonenum(page);
555         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
556
557         /*
558          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
559          * because their event counter is not touched.
560          */
561         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
562                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
563                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
564                 /*
565                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
566                  * mem is over its softlimit.
567                  */
568                 if (excess || mz->on_tree) {
569                         spin_lock(&mctz->lock);
570                         /* if on-tree, remove it */
571                         if (mz->on_tree)
572                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
573                         /*
574                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
575                          * If excess is 0, no tree ops.
576                          */
577                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
578                         spin_unlock(&mctz->lock);
579                 }
580         }
581 }
582
583 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
584 {
585         int node, zone;
586         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
587         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
588
589         for_each_node(node) {
590                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
591                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
592                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
593                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
594                 }
595         }
596 }
597
598 static struct mem_cgroup_per_zone *
599 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
600 {
601         struct rb_node *rightmost = NULL;
602         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
603
604 retry:
605         mz = NULL;
606         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
607         if (!rightmost)
608                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
609
610         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
611         /*
612          * Remove the node now but someone else can add it back,
613          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
614          * position in the tree.
615          */
616         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
617         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
618                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
619                 goto retry;
620 done:
621         return mz;
622 }
623
624 static struct mem_cgroup_per_zone *
625 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
626 {
627         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
628
629         spin_lock(&mctz->lock);
630         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
631         spin_unlock(&mctz->lock);
632         return mz;
633 }
634
635 /*
636  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
637  *
638  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
639  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
640  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
641  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
642  *
643  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
644  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
645  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
646  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
647  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
648  *
649  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
650  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
651  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
652  * implemented.
653  */
654 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
655                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
656 {
657         long val = 0;
658         int cpu;
659
660         get_online_cpus();
661         for_each_online_cpu(cpu)
662                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
663 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
664         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
665         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
666         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
667 #endif
668         put_online_cpus();
669         return val;
670 }
671
672 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
673                                          bool charge)
674 {
675         int val = (charge) ? 1 : -1;
676         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
677 }
678
679 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
680                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
681 {
682         unsigned long val = 0;
683         int cpu;
684
685         for_each_online_cpu(cpu)
686                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
687 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
688         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
689         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
690         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
691 #endif
692         return val;
693 }
694
695 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
696                                          bool anon, int nr_pages)
697 {
698         preempt_disable();
699
700         /*
701          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
702          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
703          */
704         if (anon)
705                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
706                                 nr_pages);
707         else
708                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
709                                 nr_pages);
710
711         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
712         if (nr_pages > 0)
713                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
714         else {
715                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
716                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
717         }
718
719         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
720
721         preempt_enable();
722 }
723
724 unsigned long
725 mem_cgroup_get_lruvec_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
726 {
727         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
728
729         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
730         return mz->lru_size[lru];
731 }
732
733 static unsigned long
734 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
735                         unsigned int lru_mask)
736 {
737         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
738         enum lru_list lru;
739         unsigned long ret = 0;
740
741         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
742
743         for_each_lru(lru) {
744                 if (BIT(lru) & lru_mask)
745                         ret += mz->lru_size[lru];
746         }
747         return ret;
748 }
749
750 static unsigned long
751 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
752                         int nid, unsigned int lru_mask)
753 {
754         u64 total = 0;
755         int zid;
756
757         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
758                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
759                                                 nid, zid, lru_mask);
760
761         return total;
762 }
763
764 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
765                         unsigned int lru_mask)
766 {
767         int nid;
768         u64 total = 0;
769
770         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
771                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
772         return total;
773 }
774
775 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
776                                        enum mem_cgroup_events_target target)
777 {
778         unsigned long val, next;
779
780         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
781         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
782         /* from time_after() in jiffies.h */
783         if ((long)next - (long)val < 0) {
784                 switch (target) {
785                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
786                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
787                         break;
788                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
789                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
790                         break;
791                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
792                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
793                         break;
794                 default:
795                         break;
796                 }
797                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
798                 return true;
799         }
800         return false;
801 }
802
803 /*
804  * Check events in order.
805  *
806  */
807 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
808 {
809         preempt_disable();
810         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
811         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
812                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
813                 bool do_softlimit;
814                 bool do_numainfo __maybe_unused;
815
816                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
817                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
818 #if MAX_NUMNODES > 1
819                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
820                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
821 #endif
822                 preempt_enable();
823
824                 mem_cgroup_threshold(memcg);
825                 if (unlikely(do_softlimit))
826                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
827 #if MAX_NUMNODES > 1
828                 if (unlikely(do_numainfo))
829                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
830 #endif
831         } else
832                 preempt_enable();
833 }
834
835 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
836 {
837         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
838                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
839                                 css);
840 }
841
842 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
843 {
844         /*
845          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
846          * if it races with swapoff, page migration, etc.
847          * So this can be called with p == NULL.
848          */
849         if (unlikely(!p))
850                 return NULL;
851
852         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
853                                 struct mem_cgroup, css);
854 }
855
856 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
857 {
858         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
859
860         if (!mm)
861                 return NULL;
862         /*
863          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
864          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
865          * pessimistic (rather than adding locks here).
866          */
867         rcu_read_lock();
868         do {
869                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
870                 if (unlikely(!memcg))
871                         break;
872         } while (!css_tryget(&memcg->css));
873         rcu_read_unlock();
874         return memcg;
875 }
876
877 /**
878  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
879  * @root: hierarchy root
880  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
881  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
882  *
883  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
884  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
885  *
886  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
887  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
888  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
889  *
890  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
891  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
892  * reclaimers operating on the same zone and priority.
893  */
894 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
895                                    struct mem_cgroup *prev,
896                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
897 {
898         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
899         int id = 0;
900
901         if (mem_cgroup_disabled())
902                 return NULL;
903
904         if (!root)
905                 root = root_mem_cgroup;
906
907         if (prev && !reclaim)
908                 id = css_id(&prev->css);
909
910         if (prev && prev != root)
911                 css_put(&prev->css);
912
913         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
914                 if (prev)
915                         return NULL;
916                 return root;
917         }
918
919         while (!memcg) {
920                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
921                 struct cgroup_subsys_state *css;
922
923                 if (reclaim) {
924                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
925                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
926                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
927
928                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
929                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
930                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
931                                 return NULL;
932                         id = iter->position;
933                 }
934
935                 rcu_read_lock();
936                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
937                 if (css) {
938                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
939                                 memcg = container_of(css,
940                                                      struct mem_cgroup, css);
941                 } else
942                         id = 0;
943                 rcu_read_unlock();
944
945                 if (reclaim) {
946                         iter->position = id;
947                         if (!css)
948                                 iter->generation++;
949                         else if (!prev && memcg)
950                                 reclaim->generation = iter->generation;
951                 }
952
953                 if (prev && !css)
954                         return NULL;
955         }
956         return memcg;
957 }
958
959 /**
960  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
961  * @root: hierarchy root
962  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
963  */
964 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
965                            struct mem_cgroup *prev)
966 {
967         if (!root)
968                 root = root_mem_cgroup;
969         if (prev && prev != root)
970                 css_put(&prev->css);
971 }
972
973 /*
974  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
975  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
976  * be used for reference counting.
977  */
978 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
979         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
980              iter != NULL;                              \
981              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
982
983 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
984         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
985              iter != NULL;                              \
986              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
987
988 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
989 {
990         return (memcg == root_mem_cgroup);
991 }
992
993 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
994 {
995         struct mem_cgroup *memcg;
996
997         if (!mm)
998                 return;
999
1000         rcu_read_lock();
1001         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1002         if (unlikely(!memcg))
1003                 goto out;
1004
1005         switch (idx) {
1006         case PGFAULT:
1007                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1008                 break;
1009         case PGMAJFAULT:
1010                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1011                 break;
1012         default:
1013                 BUG();
1014         }
1015 out:
1016         rcu_read_unlock();
1017 }
1018 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1019
1020 /**
1021  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1022  * @zone: zone of the wanted lruvec
1023  * @mem: memcg of the wanted lruvec
1024  *
1025  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1026  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1027  * is disabled.
1028  */
1029 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1030                                       struct mem_cgroup *memcg)
1031 {
1032         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1033
1034         if (mem_cgroup_disabled())
1035                 return &zone->lruvec;
1036
1037         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1038         return &mz->lruvec;
1039 }
1040
1041 /*
1042  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1043  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1044  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1045  *
1046  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1047  * 1. charge
1048  * 2. moving account
1049  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1050  * It is added to LRU before charge.
1051  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1052  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1053  */
1054
1055 /**
1056  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1057  * @zone: zone of the page
1058  * @page: the page
1059  * @lru: current lru
1060  *
1061  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1062  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1063  *
1064  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1065  * the returned lruvec->lists[@lru].
1066  */
1067 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1068                                        enum lru_list lru)
1069 {
1070         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1071         struct mem_cgroup *memcg;
1072         struct page_cgroup *pc;
1073
1074         if (mem_cgroup_disabled())
1075                 return &zone->lruvec;
1076
1077         pc = lookup_page_cgroup(page);
1078         memcg = pc->mem_cgroup;
1079
1080         /*
1081          * Surreptitiously switch any uncharged page to root:
1082          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1083          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1084          *
1085          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1086          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1087          * of pc->mem_cgroup safe.
1088          */
1089         if (!PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1090                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1091
1092         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1093         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1094         mz->lru_size[lru] += 1 << compound_order(page);
1095         return &mz->lruvec;
1096 }
1097
1098 /**
1099  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1100  * @page: the page
1101  * @lru: target lru
1102  *
1103  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1104  *
1105  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1106  * @page->lru.
1107  */
1108 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1109 {
1110         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1111         struct mem_cgroup *memcg;
1112         struct page_cgroup *pc;
1113
1114         if (mem_cgroup_disabled())
1115                 return;
1116
1117         pc = lookup_page_cgroup(page);
1118         memcg = pc->mem_cgroup;
1119         VM_BUG_ON(!memcg);
1120         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1121         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1122         VM_BUG_ON(mz->lru_size[lru] < (1 << compound_order(page)));
1123         mz->lru_size[lru] -= 1 << compound_order(page);
1124 }
1125
1126 /**
1127  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1128  * @zone: zone of the page
1129  * @page: the page
1130  * @from: current lru
1131  * @to: target lru
1132  *
1133  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1134  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1135  * @page is charged to.
1136  *
1137  * The callsite is then responsible for physically relinking
1138  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1139  */
1140 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1141                                          struct page *page,
1142                                          enum lru_list from,
1143                                          enum lru_list to)
1144 {
1145         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1146         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1147         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1148 }
1149
1150 /*
1151  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1152  * hierarchy subtree
1153  */
1154 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1155                                   struct mem_cgroup *memcg)
1156 {
1157         if (root_memcg == memcg)
1158                 return true;
1159         if (!root_memcg->use_hierarchy)
1160                 return false;
1161         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1162 }
1163
1164 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1165                                        struct mem_cgroup *memcg)
1166 {
1167         bool ret;
1168
1169         rcu_read_lock();
1170         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1171         rcu_read_unlock();
1172         return ret;
1173 }
1174
1175 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1176 {
1177         int ret;
1178         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1179         struct task_struct *p;
1180
1181         p = find_lock_task_mm(task);
1182         if (p) {
1183                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1184                 task_unlock(p);
1185         } else {
1186                 /*
1187                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1188                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1189                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1190                  */
1191                 task_lock(task);
1192                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1193                 if (curr)
1194                         css_get(&curr->css);
1195                 task_unlock(task);
1196         }
1197         if (!curr)
1198                 return 0;
1199         /*
1200          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1201          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1202          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1203          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1204          */
1205         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1206         css_put(&curr->css);
1207         return ret;
1208 }
1209
1210 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1211 {
1212         unsigned long inactive_ratio;
1213         unsigned long inactive;
1214         unsigned long active;
1215         unsigned long gb;
1216
1217         inactive = mem_cgroup_get_lruvec_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1218         active = mem_cgroup_get_lruvec_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1219
1220         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1221         if (gb)
1222                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1223         else
1224                 inactive_ratio = 1;
1225
1226         return inactive * inactive_ratio < active;
1227 }
1228
1229 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1230 {
1231         unsigned long active;
1232         unsigned long inactive;
1233
1234         inactive = mem_cgroup_get_lruvec_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1235         active = mem_cgroup_get_lruvec_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1236
1237         return (active > inactive);
1238 }
1239
1240 struct zone_reclaim_stat *
1241 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1242 {
1243         struct page_cgroup *pc;
1244         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1245
1246         if (mem_cgroup_disabled())
1247                 return NULL;
1248
1249         pc = lookup_page_cgroup(page);
1250         if (!PageCgroupUsed(pc))
1251                 return NULL;
1252         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1253         smp_rmb();
1254         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1255         return &mz->lruvec.reclaim_stat;
1256 }
1257
1258 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1259         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1260
1261 /**
1262  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1263  * @mem: the memory cgroup
1264  *
1265  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1266  * pages.
1267  */
1268 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1269 {
1270         unsigned long long margin;
1271
1272         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1273         if (do_swap_account)
1274                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1275         return margin >> PAGE_SHIFT;
1276 }
1277
1278 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1279 {
1280         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1281
1282         /* root ? */
1283         if (cgrp->parent == NULL)
1284                 return vm_swappiness;
1285
1286         return memcg->swappiness;
1287 }
1288
1289 /*
1290  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1291  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1292  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1293  * rcu_read_lock(), like this:
1294  *
1295  *         CPU-A                                    CPU-B
1296  *                                              rcu_read_lock()
1297  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1298  *                                                   take heavy locks.
1299  *         synchronize_rcu()                    update something.
1300  *                                              rcu_read_unlock()
1301  *         start move here.
1302  */
1303
1304 /* for quick checking without looking up memcg */
1305 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1306
1307 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1308 {
1309         atomic_inc(&memcg_moving);
1310         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1311         synchronize_rcu();
1312 }
1313
1314 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1315 {
1316         /*
1317          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1318          * We check NULL in callee rather than caller.
1319          */
1320         if (memcg) {
1321                 atomic_dec(&memcg_moving);
1322                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1323         }
1324 }
1325
1326 /*
1327  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1328  *
1329  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1330  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1331  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1332  *
1333  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1334  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1335  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1336  */
1337
1338 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1339 {
1340         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1341         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1342 }
1343
1344 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1345 {
1346         struct mem_cgroup *from;
1347         struct mem_cgroup *to;
1348         bool ret = false;
1349         /*
1350          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1351          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1352          */
1353         spin_lock(&mc.lock);
1354         from = mc.from;
1355         to = mc.to;
1356         if (!from)
1357                 goto unlock;
1358
1359         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1360                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1361 unlock:
1362         spin_unlock(&mc.lock);
1363         return ret;
1364 }
1365
1366 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1367 {
1368         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1369                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1370                         DEFINE_WAIT(wait);
1371                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1372                         /* moving charge context might have finished. */
1373                         if (mc.moving_task)
1374                                 schedule();
1375                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1376                         return true;
1377                 }
1378         }
1379         return false;
1380 }
1381
1382 /*
1383  * Take this lock when
1384  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1385  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1386  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1387  */
1388 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1389                                   unsigned long *flags)
1390 {
1391         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1392 }
1393
1394 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1395                                 unsigned long *flags)
1396 {
1397         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1398 }
1399
1400 /**
1401  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1402  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1403  * @p: Task that is going to be killed
1404  *
1405  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1406  * enabled
1407  */
1408 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1409 {
1410         struct cgroup *task_cgrp;
1411         struct cgroup *mem_cgrp;
1412         /*
1413          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1414          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1415          * If this assumption is broken, revisit this code.
1416          */
1417         static char memcg_name[PATH_MAX];
1418         int ret;
1419
1420         if (!memcg || !p)
1421                 return;
1422
1423         rcu_read_lock();
1424
1425         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1426         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1427
1428         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1429         if (ret < 0) {
1430                 /*
1431                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1432                  * But we'll still print out the usage information
1433                  */
1434                 rcu_read_unlock();
1435                 goto done;
1436         }
1437         rcu_read_unlock();
1438
1439         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1440
1441         rcu_read_lock();
1442         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1443         if (ret < 0) {
1444                 rcu_read_unlock();
1445                 goto done;
1446         }
1447         rcu_read_unlock();
1448
1449         /*
1450          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1451          */
1452         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1453 done:
1454
1455         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1456                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1457                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1458                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1459         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1460                 "failcnt %llu\n",
1461                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1462                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1463                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1464 }
1465
1466 /*
1467  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1468  * 1(self count) if no children.
1469  */
1470 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1471 {
1472         int num = 0;
1473         struct mem_cgroup *iter;
1474
1475         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1476                 num++;
1477         return num;
1478 }
1479
1480 /*
1481  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1482  */
1483 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1484 {
1485         u64 limit;
1486         u64 memsw;
1487
1488         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1489         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1490
1491         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1492         /*
1493          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1494          * to this memcg, return that limit.
1495          */
1496         return min(limit, memsw);
1497 }
1498
1499 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1500                                         gfp_t gfp_mask,
1501                                         unsigned long flags)
1502 {
1503         unsigned long total = 0;
1504         bool noswap = false;
1505         int loop;
1506
1507         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1508                 noswap = true;
1509         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1510                 noswap = true;
1511
1512         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1513                 if (loop)
1514                         drain_all_stock_async(memcg);
1515                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1516                 /*
1517                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1518                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1519                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1520                  */
1521                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1522                         break;
1523                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1524                         break;
1525                 /*
1526                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1527                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1528                  */
1529                 if (loop && !total)
1530                         break;
1531         }
1532         return total;
1533 }
1534
1535 /**
1536  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1537  * @mem: the target memcg
1538  * @nid: the node ID to be checked.
1539  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1540  *
1541  * This function returns whether the specified memcg contains any
1542  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1543  * pages in the node.
1544  */
1545 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1546                 int nid, bool noswap)
1547 {
1548         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1549                 return true;
1550         if (noswap || !total_swap_pages)
1551                 return false;
1552         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1553                 return true;
1554         return false;
1555
1556 }
1557 #if MAX_NUMNODES > 1
1558
1559 /*
1560  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1561  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1562  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1563  *
1564  */
1565 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1566 {
1567         int nid;
1568         /*
1569          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1570          * pagein/pageout changes since the last update.
1571          */
1572         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1573                 return;
1574         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1575                 return;
1576
1577         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1578         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1579
1580         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1581
1582                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1583                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1584         }
1585
1586         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1587         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1588 }
1589
1590 /*
1591  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1592  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1593  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1594  *
1595  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1596  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1597  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1598  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1599  *
1600  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1601  */
1602 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1603 {
1604         int node;
1605
1606         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1607         node = memcg->last_scanned_node;
1608
1609         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1610         if (node == MAX_NUMNODES)
1611                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1612         /*
1613          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1614          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1615          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1616          * we use curret node.
1617          */
1618         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1619                 node = numa_node_id();
1620
1621         memcg->last_scanned_node = node;
1622         return node;
1623 }
1624
1625 /*
1626  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1627  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1628  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1629  * enough new information. We need to do double check.
1630  */
1631 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1632 {
1633         int nid;
1634
1635         /*
1636          * quick check...making use of scan_node.
1637          * We can skip unused nodes.
1638          */
1639         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1640                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1641                      nid < MAX_NUMNODES;
1642                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1643
1644                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1645                                 return true;
1646                 }
1647         }
1648         /*
1649          * Check rest of nodes.
1650          */
1651         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1652                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1653                         continue;
1654                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1655                         return true;
1656         }
1657         return false;
1658 }
1659
1660 #else
1661 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1662 {
1663         return 0;
1664 }
1665
1666 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1667 {
1668         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1669 }
1670 #endif
1671
1672 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1673                                    struct zone *zone,
1674                                    gfp_t gfp_mask,
1675                                    unsigned long *total_scanned)
1676 {
1677         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1678         int total = 0;
1679         int loop = 0;
1680         unsigned long excess;
1681         unsigned long nr_scanned;
1682         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1683                 .zone = zone,
1684                 .priority = 0,
1685         };
1686
1687         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1688
1689         while (1) {
1690                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1691                 if (!victim) {
1692                         loop++;
1693                         if (loop >= 2) {
1694                                 /*
1695                                  * If we have not been able to reclaim
1696                                  * anything, it might because there are
1697                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1698                                  */
1699                                 if (!total)
1700                                         break;
1701                                 /*
1702                                  * We want to do more targeted reclaim.
1703                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1704                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1705                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1706                                  */
1707                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1708                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1709                                         break;
1710                         }
1711                         continue;
1712                 }
1713                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1714                         continue;
1715                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1716                                                      zone, &nr_scanned);
1717                 *total_scanned += nr_scanned;
1718                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1719                         break;
1720         }
1721         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1722         return total;
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1727  * If someone is running, return false.
1728  * Has to be called with memcg_oom_lock
1729  */
1730 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1731 {
1732         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1733
1734         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1735                 if (iter->oom_lock) {
1736                         /*
1737                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1738                          * so we cannot give a lock.
1739                          */
1740                         failed = iter;
1741                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1742                         break;
1743                 } else
1744                         iter->oom_lock = true;
1745         }
1746
1747         if (!failed)
1748                 return true;
1749
1750         /*
1751          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1752          * what we set up to the failing subtree
1753          */
1754         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1755                 if (iter == failed) {
1756                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1757                         break;
1758                 }
1759                 iter->oom_lock = false;
1760         }
1761         return false;
1762 }
1763
1764 /*
1765  * Has to be called with memcg_oom_lock
1766  */
1767 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1768 {
1769         struct mem_cgroup *iter;
1770
1771         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1772                 iter->oom_lock = false;
1773         return 0;
1774 }
1775
1776 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1777 {
1778         struct mem_cgroup *iter;
1779
1780         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1781                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1782 }
1783
1784 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1785 {
1786         struct mem_cgroup *iter;
1787
1788         /*
1789          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1790          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1791          * atomic_add_unless() here.
1792          */
1793         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1794                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1795 }
1796
1797 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1798 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1799
1800 struct oom_wait_info {
1801         struct mem_cgroup *memcg;
1802         wait_queue_t    wait;
1803 };
1804
1805 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1806         unsigned mode, int sync, void *arg)
1807 {
1808         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1809         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1810         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1811
1812         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1813         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1814
1815         /*
1816          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1817          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1818          */
1819         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1820                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1821                 return 0;
1822         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1823 }
1824
1825 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1826 {
1827         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1828         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1829 }
1830
1831 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1832 {
1833         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1834                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1835 }
1836
1837 /*
1838  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1839  */
1840 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1841                                   int order)
1842 {
1843         struct oom_wait_info owait;
1844         bool locked, need_to_kill;
1845
1846         owait.memcg = memcg;
1847         owait.wait.flags = 0;
1848         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1849         owait.wait.private = current;
1850         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1851         need_to_kill = true;
1852         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1853
1854         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1855         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1856         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1857         /*
1858          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1859          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1860          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1861          */
1862         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1863         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1864                 need_to_kill = false;
1865         if (locked)
1866                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1867         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1868
1869         if (need_to_kill) {
1870                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1871                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1872         } else {
1873                 schedule();
1874                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1875         }
1876         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1877         if (locked)
1878                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1879         memcg_wakeup_oom(memcg);
1880         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1881
1882         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1883
1884         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1885                 return false;
1886         /* Give chance to dying process */
1887         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1888         return true;
1889 }
1890
1891 /*
1892  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1893  * generalized to update other statistics as well.
1894  *
1895  * Notes: Race condition
1896  *
1897  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1898  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1899  * to do so _always_.
1900  *
1901  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1902  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1903  * are no race with "charge".
1904  *
1905  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1906  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1907  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1908  * by flags.
1909  *
1910  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1911  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1912  * If there is, we take a lock.
1913  */
1914
1915 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1916                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1917 {
1918         struct mem_cgroup *memcg;
1919         struct page_cgroup *pc;
1920
1921         pc = lookup_page_cgroup(page);
1922 again:
1923         memcg = pc->mem_cgroup;
1924         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1925                 return;
1926         /*
1927          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1928          * need to take move_lock_page_cgroup(). Because we already hold
1929          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1930          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1931          */
1932         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
1933                 return;
1934
1935         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
1936         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
1937                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
1938                 goto again;
1939         }
1940         *locked = true;
1941 }
1942
1943 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
1944 {
1945         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1946
1947         /*
1948          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
1949          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
1950          * should take move_lock_page_cgroup().
1951          */
1952         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
1953 }
1954
1955 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1956                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1957 {
1958         struct mem_cgroup *memcg;
1959         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1960         unsigned long uninitialized_var(flags);
1961
1962         if (mem_cgroup_disabled())
1963                 return;
1964
1965         memcg = pc->mem_cgroup;
1966         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1967                 return;
1968
1969         switch (idx) {
1970         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1971                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1972                 break;
1973         default:
1974                 BUG();
1975         }
1976
1977         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
1978 }
1979
1980 /*
1981  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1982  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1983  */
1984 #define CHARGE_BATCH    32U
1985 struct memcg_stock_pcp {
1986         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1987         unsigned int nr_pages;
1988         struct work_struct work;
1989         unsigned long flags;
1990 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1991 };
1992 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1993 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1994
1995 /*
1996  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
1997  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
1998  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
1999  * refilled.
2000  */
2001 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2002 {
2003         struct memcg_stock_pcp *stock;
2004         bool ret = true;
2005
2006         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2007         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2008                 stock->nr_pages--;
2009         else /* need to call res_counter_charge */
2010                 ret = false;
2011         put_cpu_var(memcg_stock);
2012         return ret;
2013 }
2014
2015 /*
2016  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2017  */
2018 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2019 {
2020         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2021
2022         if (stock->nr_pages) {
2023                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2024
2025                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2026                 if (do_swap_account)
2027                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2028                 stock->nr_pages = 0;
2029         }
2030         stock->cached = NULL;
2031 }
2032
2033 /*
2034  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2035  * a thread which is pinned to local cpu.
2036  */
2037 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2038 {
2039         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2040         drain_stock(stock);
2041         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2042 }
2043
2044 /*
2045  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2046  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2047  */
2048 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2049 {
2050         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2051
2052         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2053                 drain_stock(stock);
2054                 stock->cached = memcg;
2055         }
2056         stock->nr_pages += nr_pages;
2057         put_cpu_var(memcg_stock);
2058 }
2059
2060 /*
2061  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2062  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2063  * until the work is done.
2064  */
2065 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2066 {
2067         int cpu, curcpu;
2068
2069         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2070         get_online_cpus();
2071         curcpu = get_cpu();
2072         for_each_online_cpu(cpu) {
2073                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2074                 struct mem_cgroup *memcg;
2075
2076                 memcg = stock->cached;
2077                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2078                         continue;
2079                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2080                         continue;
2081                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2082                         if (cpu == curcpu)
2083                                 drain_local_stock(&stock->work);
2084                         else
2085                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2086                 }
2087         }
2088         put_cpu();
2089
2090         if (!sync)
2091                 goto out;
2092
2093         for_each_online_cpu(cpu) {
2094                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2095                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2096                         flush_work(&stock->work);
2097         }
2098 out:
2099         put_online_cpus();
2100 }
2101
2102 /*
2103  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2104  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2105  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2106  * it.
2107  */
2108 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2109 {
2110         /*
2111          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2112          */
2113         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2114                 return;
2115         drain_all_stock(root_memcg, false);
2116         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2117 }
2118
2119 /* This is a synchronous drain interface. */
2120 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2121 {
2122         /* called when force_empty is called */
2123         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2124         drain_all_stock(root_memcg, true);
2125         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2126 }
2127
2128 /*
2129  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2130  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2131  */
2132 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2133 {
2134         int i;
2135
2136         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2137         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2138                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2139
2140                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2141                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2142         }
2143         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2144                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2145
2146                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2147                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2148         }
2149         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2150 }
2151
2152 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2153                                         unsigned long action,
2154                                         void *hcpu)
2155 {
2156         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2157         struct memcg_stock_pcp *stock;
2158         struct mem_cgroup *iter;
2159
2160         if (action == CPU_ONLINE)
2161                 return NOTIFY_OK;
2162
2163         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2164                 return NOTIFY_OK;
2165
2166         for_each_mem_cgroup(iter)
2167                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2168
2169         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2170         drain_stock(stock);
2171         return NOTIFY_OK;
2172 }
2173
2174
2175 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2176 enum {
2177         CHARGE_OK,              /* success */
2178         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2179         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2180         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2181         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2182 };
2183
2184 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2185                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2186 {
2187         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2188         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2189         struct res_counter *fail_res;
2190         unsigned long flags = 0;
2191         int ret;
2192
2193         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2194
2195         if (likely(!ret)) {
2196                 if (!do_swap_account)
2197                         return CHARGE_OK;
2198                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2199                 if (likely(!ret))
2200                         return CHARGE_OK;
2201
2202                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2203                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2204                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2205         } else
2206                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2207         /*
2208          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2209          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2210          *
2211          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2212          * single page instead.
2213          */
2214         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2215                 return CHARGE_RETRY;
2216
2217         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2218                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2219
2220         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2221         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2222                 return CHARGE_RETRY;
2223         /*
2224          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2225          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2226          * before killing the task.
2227          *
2228          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2229          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2230          * to regular pages anyway in case of failure.
2231          */
2232         if (nr_pages == 1 && ret)
2233                 return CHARGE_RETRY;
2234
2235         /*
2236          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2237          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2238          */
2239         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2240                 return CHARGE_RETRY;
2241
2242         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2243         if (!oom_check)
2244                 return CHARGE_NOMEM;
2245         /* check OOM */
2246         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2247                 return CHARGE_OOM_DIE;
2248
2249         return CHARGE_RETRY;
2250 }
2251
2252 /*
2253  * __mem_cgroup_try_charge() does
2254  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2255  * 2. update res_counter
2256  * 3. call memory reclaim if necessary.
2257  *
2258  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2259  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2260  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2261  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2262  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2263  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2264  *
2265  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2266  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2267  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2268  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2269  *
2270  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2271  * the oom-killer can be invoked.
2272  */
2273 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2274                                    gfp_t gfp_mask,
2275                                    unsigned int nr_pages,
2276                                    struct mem_cgroup **ptr,
2277                                    bool oom)
2278 {
2279         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2280         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2281         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2282         int ret;
2283
2284         /*
2285          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2286          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2287          * MEMDIE process.
2288          */
2289         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2290                      || fatal_signal_pending(current)))
2291                 goto bypass;
2292
2293         /*
2294          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2295          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2296          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2297          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2298          */
2299         if (!*ptr && !mm)
2300                 *ptr = root_mem_cgroup;
2301 again:
2302         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2303                 memcg = *ptr;
2304                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2305                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2306                         goto done;
2307                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2308                         goto done;
2309                 css_get(&memcg->css);
2310         } else {
2311                 struct task_struct *p;
2312
2313                 rcu_read_lock();
2314                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2315                 /*
2316                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2317                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2318                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2319                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2320                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2321                  * small race, here.
2322                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2323                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2324                  */
2325                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2326                 if (!memcg)
2327                         memcg = root_mem_cgroup;
2328                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2329                         rcu_read_unlock();
2330                         goto done;
2331                 }
2332                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2333                         /*
2334                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2335                          * But considering how consume_stok works, it's not
2336                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2337                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2338                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2339                          * calling consume_stock().
2340                          */
2341                         rcu_read_unlock();
2342                         goto done;
2343                 }
2344                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2345                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2346                         rcu_read_unlock();
2347                         goto again;
2348                 }
2349                 rcu_read_unlock();
2350         }
2351
2352         do {
2353                 bool oom_check;
2354
2355                 /* If killed, bypass charge */
2356                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2357                         css_put(&memcg->css);
2358                         goto bypass;
2359                 }
2360
2361                 oom_check = false;
2362                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2363                         oom_check = true;
2364                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2365                 }
2366
2367                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2368                 switch (ret) {
2369                 case CHARGE_OK:
2370                         break;
2371                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2372                         batch = nr_pages;
2373                         css_put(&memcg->css);
2374                         memcg = NULL;
2375                         goto again;
2376                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2377                         css_put(&memcg->css);
2378                         goto nomem;
2379                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2380                         if (!oom) {
2381                                 css_put(&memcg->css);
2382                                 goto nomem;
2383                         }
2384                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2385                         nr_oom_retries--;
2386                         break;
2387                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2388                         css_put(&memcg->css);
2389                         goto bypass;
2390                 }
2391         } while (ret != CHARGE_OK);
2392
2393         if (batch > nr_pages)
2394                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2395         css_put(&memcg->css);
2396 done:
2397         *ptr = memcg;
2398         return 0;
2399 nomem:
2400         *ptr = NULL;
2401         return -ENOMEM;
2402 bypass:
2403         *ptr = root_mem_cgroup;
2404         return -EINTR;
2405 }
2406
2407 /*
2408  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2409  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2410  * gotten by try_charge().
2411  */
2412 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2413                                        unsigned int nr_pages)
2414 {
2415         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2416                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2417
2418                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2419                 if (do_swap_account)
2420                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2421         }
2422 }
2423
2424 /*
2425  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2426  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2427  */
2428 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2429                                         unsigned int nr_pages)
2430 {
2431         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2432
2433         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2434                 return;
2435
2436         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2437         if (do_swap_account)
2438                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2439                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2440 }
2441
2442 /*
2443  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2444  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2445  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2446  * memcg.)
2447  */
2448 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2449 {
2450         struct cgroup_subsys_state *css;
2451
2452         /* ID 0 is unused ID */
2453         if (!id)
2454                 return NULL;
2455         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2456         if (!css)
2457                 return NULL;
2458         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2459 }
2460
2461 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2462 {
2463         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2464         struct page_cgroup *pc;
2465         unsigned short id;
2466         swp_entry_t ent;
2467
2468         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2469
2470         pc = lookup_page_cgroup(page);
2471         lock_page_cgroup(pc);
2472         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2473                 memcg = pc->mem_cgroup;
2474                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2475                         memcg = NULL;
2476         } else if (PageSwapCache(page)) {
2477                 ent.val = page_private(page);
2478                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2479                 rcu_read_lock();
2480                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2481                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2482                         memcg = NULL;
2483                 rcu_read_unlock();
2484         }
2485         unlock_page_cgroup(pc);
2486         return memcg;
2487 }
2488
2489 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2490                                        struct page *page,
2491                                        unsigned int nr_pages,
2492                                        enum charge_type ctype,
2493                                        bool lrucare)
2494 {
2495         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2496         struct zone *uninitialized_var(zone);
2497         bool was_on_lru = false;
2498         bool anon;
2499
2500         lock_page_cgroup(pc);
2501         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2502                 unlock_page_cgroup(pc);
2503                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2504                 return;
2505         }
2506         /*
2507          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2508          * accessed by any other context at this point.
2509          */
2510
2511         /*
2512          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2513          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2514          */
2515         if (lrucare) {
2516                 zone = page_zone(page);
2517                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2518                 if (PageLRU(page)) {
2519                         ClearPageLRU(page);
2520                         del_page_from_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2521                         was_on_lru = true;
2522                 }
2523         }
2524
2525         pc->mem_cgroup = memcg;
2526         /*
2527          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2528          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2529          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2530          * before USED bit, we need memory barrier here.
2531          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2532          */
2533         smp_wmb();
2534         SetPageCgroupUsed(pc);
2535
2536         if (lrucare) {
2537                 if (was_on_lru) {
2538                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2539                         SetPageLRU(page);
2540                         add_page_to_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2541                 }
2542                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2543         }
2544
2545         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED)
2546                 anon = true;
2547         else
2548                 anon = false;
2549
2550         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2551         unlock_page_cgroup(pc);
2552
2553         /*
2554          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2555          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2556          * if they exceeds softlimit.
2557          */
2558         memcg_check_events(memcg, page);
2559 }
2560
2561 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2562
2563 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
2564 /*
2565  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2566  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2567  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2568  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2569  */
2570 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2571 {
2572         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2573         struct page_cgroup *pc;
2574         int i;
2575
2576         if (mem_cgroup_disabled())
2577                 return;
2578         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2579                 pc = head_pc + i;
2580                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2581                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2582                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2583         }
2584 }
2585 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2586
2587 /**
2588  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2589  * @page: the page
2590  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2591  * @pc: page_cgroup of the page.
2592  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2593  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2594  *
2595  * The caller must confirm following.
2596  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2597  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2598  *
2599  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
2600  * from old cgroup.
2601  */
2602 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2603                                    unsigned int nr_pages,
2604                                    struct page_cgroup *pc,
2605                                    struct mem_cgroup *from,
2606                                    struct mem_cgroup *to)
2607 {
2608         unsigned long flags;
2609         int ret;
2610         bool anon = PageAnon(page);
2611
2612         VM_BUG_ON(from == to);
2613         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2614         /*
2615          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2616          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2617          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2618          * hold it.
2619          */
2620         ret = -EBUSY;
2621         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2622                 goto out;
2623
2624         lock_page_cgroup(pc);
2625
2626         ret = -EINVAL;
2627         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2628                 goto unlock;
2629
2630         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2631
2632         if (!anon && page_mapped(page)) {
2633                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2634                 preempt_disable();
2635                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2636                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2637                 preempt_enable();
2638         }
2639         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2640
2641         /* caller should have done css_get */
2642         pc->mem_cgroup = to;
2643         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2644         /*
2645          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2646          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2647          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2648          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2649          * status here.
2650          */
2651         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2652         ret = 0;
2653 unlock:
2654         unlock_page_cgroup(pc);
2655         /*
2656          * check events
2657          */
2658         memcg_check_events(to, page);
2659         memcg_check_events(from, page);
2660 out:
2661         return ret;
2662 }
2663
2664 /*
2665  * move charges to its parent.
2666  */
2667
2668 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2669                                   struct page_cgroup *pc,
2670                                   struct mem_cgroup *child,
2671                                   gfp_t gfp_mask)
2672 {
2673         struct mem_cgroup *parent;
2674         unsigned int nr_pages;
2675         unsigned long uninitialized_var(flags);
2676         int ret;
2677
2678         /* Is ROOT ? */
2679         if (mem_cgroup_is_root(child))
2680                 return -EINVAL;
2681
2682         ret = -EBUSY;
2683         if (!get_page_unless_zero(page))
2684                 goto out;
2685         if (isolate_lru_page(page))
2686                 goto put;
2687
2688         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2689
2690         parent = parent_mem_cgroup(child);
2691         /*
2692          * If no parent, move charges to root cgroup.
2693          */
2694         if (!parent)
2695                 parent = root_mem_cgroup;
2696
2697         if (nr_pages > 1)
2698                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2699
2700         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
2701                                 pc, child, parent);
2702         if (!ret)
2703                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
2704
2705         if (nr_pages > 1)
2706                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2707         putback_lru_page(page);
2708 put:
2709         put_page(page);
2710 out:
2711         return ret;
2712 }
2713
2714 /*
2715  * Charge the memory controller for page usage.
2716  * Return
2717  * 0 if the charge was successful
2718  * < 0 if the cgroup is over its limit
2719  */
2720 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2721                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2722 {
2723         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2724         unsigned int nr_pages = 1;
2725         bool oom = true;
2726         int ret;
2727
2728         if (PageTransHuge(page)) {
2729                 nr_pages <<= compound_order(page);
2730                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2731                 /*
2732                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2733                  * fault handler will fall back to regular pages.
2734                  */
2735                 oom = false;
2736         }
2737
2738         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2739         if (ret == -ENOMEM)
2740                 return ret;
2741         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2742         return 0;
2743 }
2744
2745 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2746                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2747 {
2748         if (mem_cgroup_disabled())
2749                 return 0;
2750         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2751         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2752         VM_BUG_ON(!mm);
2753         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2754                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2755 }
2756
2757 static void
2758 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2759                                         enum charge_type ctype);
2760
2761 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2762                                 gfp_t gfp_mask)
2763 {
2764         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2765         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2766         int ret;
2767
2768         if (mem_cgroup_disabled())
2769                 return 0;
2770         if (PageCompound(page))
2771                 return 0;
2772
2773         if (unlikely(!mm))
2774                 mm = &init_mm;
2775         if (!page_is_file_cache(page))
2776                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2777
2778         if (!PageSwapCache(page))
2779                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2780         else { /* page is swapcache/shmem */
2781                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2782                 if (!ret)
2783                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2784         }
2785         return ret;
2786 }
2787
2788 /*
2789  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2790  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2791  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2792  * "commit()" or removed by "cancel()"
2793  */
2794 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2795                                  struct page *page,
2796                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2797 {
2798         struct mem_cgroup *memcg;
2799         int ret;
2800
2801         *memcgp = NULL;
2802
2803         if (mem_cgroup_disabled())
2804                 return 0;
2805
2806         if (!do_swap_account)
2807                 goto charge_cur_mm;
2808         /*
2809          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2810          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2811          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2812          * KSM case which does need to charge the page.
2813          */
2814         if (!PageSwapCache(page))
2815                 goto charge_cur_mm;
2816         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2817         if (!memcg)
2818                 goto charge_cur_mm;
2819         *memcgp = memcg;
2820         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2821         css_put(&memcg->css);
2822         if (ret == -EINTR)
2823                 ret = 0;
2824         return ret;
2825 charge_cur_mm:
2826         if (unlikely(!mm))
2827                 mm = &init_mm;
2828         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2829         if (ret == -EINTR)
2830                 ret = 0;
2831         return ret;
2832 }
2833
2834 static void
2835 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2836                                         enum charge_type ctype)
2837 {
2838         if (mem_cgroup_disabled())
2839                 return;
2840         if (!memcg)
2841                 return;
2842         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2843
2844         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2845         /*
2846          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2847          * counted both as mem and swap....double count.
2848          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2849          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2850          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2851          */
2852         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2853                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2854                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2855         }
2856         /*
2857          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2858          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2859          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2860          */
2861         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2862 }
2863
2864 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2865                                      struct mem_cgroup *memcg)
2866 {
2867         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2868                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2869 }
2870
2871 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2872 {
2873         if (mem_cgroup_disabled())
2874                 return;
2875         if (!memcg)
2876                 return;
2877         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2878 }
2879
2880 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2881                                    unsigned int nr_pages,
2882                                    const enum charge_type ctype)
2883 {
2884         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2885         bool uncharge_memsw = true;
2886
2887         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2888         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2889                 uncharge_memsw = false;
2890
2891         batch = &current->memcg_batch;
2892         /*
2893          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2894          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2895          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2896          */
2897         if (!batch->memcg)
2898                 batch->memcg = memcg;
2899         /*
2900          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2901          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2902          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2903          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2904          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2905          */
2906
2907         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2908                 goto direct_uncharge;
2909
2910         if (nr_pages > 1)
2911                 goto direct_uncharge;
2912
2913         /*
2914          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2915          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2916          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2917          */
2918         if (batch->memcg != memcg)
2919                 goto direct_uncharge;
2920         /* remember freed charge and uncharge it later */
2921         batch->nr_pages++;
2922         if (uncharge_memsw)
2923                 batch->memsw_nr_pages++;
2924         return;
2925 direct_uncharge:
2926         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2927         if (uncharge_memsw)
2928                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2929         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2930                 memcg_oom_recover(memcg);
2931 }
2932
2933 /*
2934  * uncharge if !page_mapped(page)
2935  */
2936 static struct mem_cgroup *
2937 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2938 {
2939         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2940         unsigned int nr_pages = 1;
2941         struct page_cgroup *pc;
2942         bool anon;
2943
2944         if (mem_cgroup_disabled())
2945                 return NULL;
2946
2947         if (PageSwapCache(page))
2948                 return NULL;
2949
2950         if (PageTransHuge(page)) {
2951                 nr_pages <<= compound_order(page);
2952                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2953         }
2954         /*
2955          * Check if our page_cgroup is valid
2956          */
2957         pc = lookup_page_cgroup(page);
2958         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2959                 return NULL;
2960
2961         lock_page_cgroup(pc);
2962
2963         memcg = pc->mem_cgroup;
2964
2965         if (!PageCgroupUsed(pc))
2966                 goto unlock_out;
2967
2968         anon = PageAnon(page);
2969
2970         switch (ctype) {
2971         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2972                 /*
2973                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
2974                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
2975                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
2976                  */
2977                 anon = true;
2978                 /* fallthrough */
2979         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
2980                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
2981                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
2982                         goto unlock_out;
2983                 break;
2984         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
2985                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
2986                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
2987                                 goto unlock_out;
2988                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
2989                                 goto unlock_out;
2990                 break;
2991         default:
2992                 break;
2993         }
2994
2995         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
2996
2997         ClearPageCgroupUsed(pc);
2998         /*
2999          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3000          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3001          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3002          * special functions.
3003          */
3004
3005         unlock_page_cgroup(pc);
3006         /*
3007          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3008          * will never be freed.
3009          */
3010         memcg_check_events(memcg, page);
3011         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3012                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3013                 mem_cgroup_get(memcg);
3014         }
3015         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3016                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3017
3018         return memcg;
3019
3020 unlock_out:
3021         unlock_page_cgroup(pc);
3022         return NULL;
3023 }
3024
3025 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3026 {
3027         /* early check. */
3028         if (page_mapped(page))
3029                 return;
3030         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3031         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3032 }
3033
3034 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3035 {
3036         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3037         VM_BUG_ON(page->mapping);
3038         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3039 }
3040
3041 /*
3042  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3043  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3044  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3045  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3046  * This may be called prural(2) times in a context,
3047  */
3048
3049 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3050 {
3051         current->memcg_batch.do_batch++;
3052         /* We can do nest. */
3053         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3054                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3055                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3056                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3057         }
3058 }
3059
3060 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3061 {
3062         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3063
3064         if (!batch->do_batch)
3065                 return;
3066
3067         batch->do_batch--;
3068         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3069                 return;
3070
3071         if (!batch->memcg)
3072                 return;
3073         /*
3074          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3075          * bacause we hide charges behind us.
3076          */
3077         if (batch->nr_pages)
3078                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3079                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3080         if (batch->memsw_nr_pages)
3081                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3082                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3083         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3084         /* forget this pointer (for sanity check) */
3085         batch->memcg = NULL;
3086 }
3087
3088 #ifdef CONFIG_SWAP
3089 /*
3090  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3091  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3092  */
3093 void
3094 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3095 {
3096         struct mem_cgroup *memcg;
3097         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3098
3099         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3100                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3101
3102         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3103
3104         /*
3105          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3106          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3107          */
3108         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3109                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3110 }
3111 #endif
3112
3113 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3114 /*
3115  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3116  * uncharge "memsw" account.
3117  */
3118 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3119 {
3120         struct mem_cgroup *memcg;
3121         unsigned short id;
3122
3123         if (!do_swap_account)
3124                 return;
3125
3126         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3127         rcu_read_lock();
3128         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3129         if (memcg) {
3130                 /*
3131                  * We uncharge this because swap is freed.
3132                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3133                  */
3134                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3135                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3136                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3137                 mem_cgroup_put(memcg);
3138         }
3139         rcu_read_unlock();
3140 }
3141
3142 /**
3143  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3144  * @entry: swap entry to be moved
3145  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3146  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3147  *
3148  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3149  * as the mem_cgroup's id of @from.
3150  *
3151  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3152  *
3153  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3154  * both res and memsw, and called css_get().
3155  */
3156 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3157                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3158 {
3159         unsigned short old_id, new_id;
3160
3161         old_id = css_id(&from->css);
3162         new_id = css_id(&to->css);
3163
3164         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3165                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3166                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3167                 /*
3168                  * This function is only called from task migration context now.
3169                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3170                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3171                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3172                  * because if the process that has been moved to @to does
3173                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3174                  */
3175                 mem_cgroup_get(to);
3176                 return 0;
3177         }
3178         return -EINVAL;
3179 }
3180 #else
3181 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3182                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3183 {
3184         return -EINVAL;
3185 }
3186 #endif
3187
3188 /*
3189  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3190  * page belongs to.
3191  */
3192 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3193         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3194 {
3195         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3196         struct page_cgroup *pc;
3197         enum charge_type ctype;
3198         int ret = 0;
3199
3200         *memcgp = NULL;
3201
3202         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3203         if (mem_cgroup_disabled())
3204                 return 0;
3205
3206         pc = lookup_page_cgroup(page);
3207         lock_page_cgroup(pc);
3208         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3209                 memcg = pc->mem_cgroup;
3210                 css_get(&memcg->css);
3211                 /*
3212                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3213                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3214                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3215                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3216                  * until end_migration() is called
3217                  *
3218                  * Corner Case Thinking
3219                  * A)
3220                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3221                  * while migration was ongoing.
3222                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3223                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3224                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3225                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3226                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3227                  *
3228                  * B)
3229                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3230                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3231                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3232                  * without charging it again.
3233                  *
3234                  * C)
3235                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3236                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3237                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3238                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3239                  */
3240                 if (PageAnon(page))
3241                         SetPageCgroupMigration(pc);
3242         }
3243         unlock_page_cgroup(pc);
3244         /*
3245          * If the page is not charged at this point,
3246          * we return here.
3247          */
3248         if (!memcg)
3249                 return 0;
3250
3251         *memcgp = memcg;
3252         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3253         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3254         if (ret) {
3255                 if (PageAnon(page)) {
3256                         lock_page_cgroup(pc);
3257                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3258                         unlock_page_cgroup(pc);
3259                         /*
3260                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3261                          */
3262                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3263                 }
3264                 /* we'll need to revisit this error code (we have -EINTR) */
3265                 return -ENOMEM;
3266         }
3267         /*
3268          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3269          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3270          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3271          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3272          */
3273         if (PageAnon(page))
3274                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3275         else if (page_is_file_cache(page))
3276                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3277         else
3278                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3279         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, ctype, false);
3280         return ret;
3281 }
3282
3283 /* remove redundant charge if migration failed*/
3284 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3285         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3286 {
3287         struct page *used, *unused;
3288         struct page_cgroup *pc;
3289         bool anon;
3290
3291         if (!memcg)
3292                 return;
3293         /* blocks rmdir() */
3294         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3295         if (!migration_ok) {
3296                 used = oldpage;
3297                 unused = newpage;
3298         } else {
3299                 used = newpage;
3300                 unused = oldpage;
3301         }
3302         /*
3303          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3304          * of the page goes down to zero, temporarly.
3305          * Clear the flag and check the page should be charged.
3306          */
3307         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3308         lock_page_cgroup(pc);
3309         ClearPageCgroupMigration(pc);
3310         unlock_page_cgroup(pc);
3311         anon = PageAnon(used);
3312         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3313                 anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED
3314                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3315
3316         /*
3317          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3318          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3319          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3320          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3321          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3322          * check. (see prepare_charge() also)
3323          */
3324         if (anon)
3325                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3326         /*
3327          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3328          * tasks.
3329          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3330          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3331          */
3332         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3333 }
3334
3335 /*
3336  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3337  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3338  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3339  */
3340 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3341                                   struct page *newpage)
3342 {
3343         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3344         struct page_cgroup *pc;
3345         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3346
3347         if (mem_cgroup_disabled())
3348                 return;
3349
3350         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3351         /* fix accounting on old pages */
3352         lock_page_cgroup(pc);
3353         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3354                 memcg = pc->mem_cgroup;
3355                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3356                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3357         }
3358         unlock_page_cgroup(pc);
3359
3360         /*
3361          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3362          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3363          */
3364         if (!memcg)
3365                 return;
3366
3367         if (PageSwapBacked(oldpage))
3368                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3369
3370         /*
3371          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3372          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3373          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3374          */
3375         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3376 }
3377
3378 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3379 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3380 {
3381         struct page_cgroup *pc;
3382
3383         pc = lookup_page_cgroup(page);
3384         /*
3385          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3386          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3387          * or when mem_cgroup_disabled().
3388          */
3389         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3390                 return pc;
3391         return NULL;
3392 }
3393
3394 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3395 {
3396         if (mem_cgroup_disabled())
3397                 return false;
3398
3399         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3400 }
3401
3402 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3403 {
3404         struct page_cgroup *pc;
3405
3406         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3407         if (pc) {
3408                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3409                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3410         }
3411 }
3412 #endif
3413
3414 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3415
3416 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3417                                 unsigned long long val)
3418 {
3419         int retry_count;
3420         u64 memswlimit, memlimit;
3421         int ret = 0;
3422         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3423         u64 curusage, oldusage;
3424         int enlarge;
3425
3426         /*
3427          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3428          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3429          * of # of children which we should visit in this loop.
3430          */
3431         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3432
3433         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3434
3435         enlarge = 0;
3436         while (retry_count) {
3437                 if (signal_pending(current)) {
3438                         ret = -EINTR;
3439                         break;
3440                 }
3441                 /*
3442                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3443                  * open coded manner. You see what this really does.
3444                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3445                  */
3446                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3447                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3448                 if (memswlimit < val) {
3449                         ret = -EINVAL;
3450                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3451                         break;
3452                 }
3453
3454                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3455                 if (memlimit < val)
3456                         enlarge = 1;
3457
3458                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3459                 if (!ret) {
3460                         if (memswlimit == val)
3461                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3462                         else
3463                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3464                 }
3465                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3466
3467                 if (!ret)
3468                         break;
3469
3470                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3471                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3472                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3473                 /* Usage is reduced ? */
3474                 if (curusage >= oldusage)
3475                         retry_count--;
3476                 else
3477                         oldusage = curusage;
3478         }
3479         if (!ret && enlarge)
3480                 memcg_oom_recover(memcg);
3481
3482         return ret;
3483 }
3484
3485 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3486                                         unsigned long long val)
3487 {
3488         int retry_count;
3489         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3490         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3491         int ret = -EBUSY;
3492         int enlarge = 0;
3493
3494         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3495         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3496         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3497         while (retry_count) {
3498                 if (signal_pending(current)) {
3499                         ret = -EINTR;
3500                         break;
3501                 }
3502                 /*
3503                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3504                  * open coded manner. You see what this really does.
3505                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3506                  */
3507                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3508                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3509                 if (memlimit > val) {
3510                         ret = -EINVAL;
3511                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3512                         break;
3513                 }
3514                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3515                 if (memswlimit < val)
3516                         enlarge = 1;
3517                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3518                 if (!ret) {
3519                         if (memlimit == val)
3520                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3521                         else
3522                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3523                 }
3524                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3525
3526                 if (!ret)
3527                         break;
3528
3529                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3530                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3531                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3532                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3533                 /* Usage is reduced ? */
3534                 if (curusage >= oldusage)
3535                         retry_count--;
3536                 else
3537                         oldusage = curusage;
3538         }
3539         if (!ret && enlarge)
3540                 memcg_oom_recover(memcg);
3541         return ret;
3542 }
3543
3544 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3545                                             gfp_t gfp_mask,
3546                                             unsigned long *total_scanned)
3547 {
3548         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3549         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3550         unsigned long reclaimed;
3551         int loop = 0;
3552         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3553         unsigned long long excess;
3554         unsigned long nr_scanned;
3555
3556         if (order > 0)
3557                 return 0;
3558
3559         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3560         /*
3561          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3562          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3563          * pressure
3564          */
3565         do {
3566                 if (next_mz)
3567                         mz = next_mz;
3568                 else
3569                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3570                 if (!mz)
3571                         break;
3572
3573                 nr_scanned = 0;
3574                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3575                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3576                 nr_reclaimed += reclaimed;
3577                 *total_scanned += nr_scanned;
3578                 spin_lock(&mctz->lock);
3579
3580                 /*
3581                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3582                  * it is time to move on to the next cgroup
3583                  */
3584                 next_mz = NULL;
3585                 if (!reclaimed) {
3586                         do {
3587                                 /*
3588                                  * Loop until we find yet another one.
3589                                  *
3590                                  * By the time we get the soft_limit lock
3591                                  * again, someone might have aded the
3592                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3593                                  * make sure we get a different mem.
3594                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3595                                  * NULL if no other cgroup is present on
3596                                  * the tree
3597                                  */
3598                                 next_mz =
3599                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3600                                 if (next_mz == mz)
3601                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3602                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3603                                         break;
3604                         } while (1);
3605                 }
3606                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3607                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3608                 /*
3609                  * One school of thought says that we should not add
3610                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3611                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3612                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3613                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3614                  * term TODO.
3615                  */
3616                 /* If excess == 0, no tree ops */
3617                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3618                 spin_unlock(&mctz->lock);
3619                 css_put(&mz->memcg->css);
3620                 loop++;
3621                 /*
3622                  * Could not reclaim anything and there are no more
3623                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3624                  * reclaiming anything.
3625                  */
3626                 if (!nr_reclaimed &&
3627                         (next_mz == NULL ||
3628                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3629                         break;
3630         } while (!nr_reclaimed);
3631         if (next_mz)
3632                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3633         return nr_reclaimed;
3634 }
3635
3636 /*
3637  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3638  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3639  */
3640 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3641                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3642 {
3643         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3644         unsigned long flags, loop;
3645         struct list_head *list;
3646         struct page *busy;
3647         struct zone *zone;
3648         int ret = 0;
3649
3650         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3651         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3652         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3653
3654         loop = mz->lru_size[lru];
3655         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3656         loop += 256;
3657         busy = NULL;
3658         while (loop--) {
3659                 struct page_cgroup *pc;
3660                 struct page *page;
3661
3662                 ret = 0;
3663                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3664                 if (list_empty(list)) {
3665                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3666                         break;
3667                 }
3668                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3669                 if (busy == page) {
3670                         list_move(&page->lru, list);
3671                         busy = NULL;
3672                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3673                         continue;
3674                 }
3675                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3676
3677                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3678
3679                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3680                 if (ret == -ENOMEM || ret == -EINTR)
3681                         break;
3682
3683                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3684                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3685                         busy = page;
3686                         cond_resched();
3687                 } else
3688                         busy = NULL;
3689         }
3690
3691         if (!ret && !list_empty(list))
3692                 return -EBUSY;
3693         return ret;
3694 }
3695
3696 /*
3697  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3698  * This enables deleting this mem_cgroup.
3699  */
3700 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3701 {
3702         int ret;
3703         int node, zid, shrink;
3704         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3705         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3706
3707         css_get(&memcg->css);
3708
3709         shrink = 0;
3710         /* should free all ? */
3711         if (free_all)
3712                 goto try_to_free;
3713 move_account:
3714         do {
3715                 ret = -EBUSY;
3716                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3717                         goto out;
3718                 ret = -EINTR;
3719                 if (signal_pending(current))
3720                         goto out;
3721                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3722                 lru_add_drain_all();
3723                 drain_all_stock_sync(memcg);
3724                 ret = 0;
3725                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3726                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3727                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3728                                 enum lru_list lru;
3729                                 for_each_lru(lru) {
3730                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3731                                                         node, zid, lru);
3732                                         if (ret)
3733                                                 break;
3734                                 }
3735                         }
3736                         if (ret)
3737                                 break;
3738                 }
3739                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3740                 memcg_oom_recover(memcg);
3741                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3742                 if (ret == -ENOMEM)
3743                         goto try_to_free;
3744                 cond_resched();
3745         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3746         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0 || ret);
3747 out:
3748         css_put(&memcg->css);
3749         return ret;
3750
3751 try_to_free:
3752         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3753         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3754                 ret = -EBUSY;
3755                 goto out;
3756         }
3757         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3758         lru_add_drain_all();
3759         /* try to free all pages in this cgroup */
3760         shrink = 1;
3761         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3762                 int progress;
3763
3764                 if (signal_pending(current)) {
3765                         ret = -EINTR;
3766                         goto out;
3767                 }
3768                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3769                                                 false);
3770                 if (!progress) {
3771                         nr_retries--;
3772                         /* maybe some writeback is necessary */
3773                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3774                 }
3775
3776         }
3777         lru_add_drain();
3778         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3779         goto move_account;
3780 }
3781
3782 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3783 {
3784         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3785 }
3786
3787
3788 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3789 {
3790         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3791 }
3792
3793 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3794                                         u64 val)
3795 {
3796         int retval = 0;
3797         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3798         struct cgroup *parent = cont->parent;
3799         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3800
3801         if (parent)
3802                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3803
3804         cgroup_lock();
3805         /*
3806          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3807          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3808          * occur, provided the current cgroup has no children.
3809          *
3810          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3811          * set if there are no children.
3812          */
3813         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3814                                 (val == 1 || val == 0)) {
3815                 if (list_empty(&cont->children))
3816                         memcg->use_hierarchy = val;
3817                 else
3818                         retval = -EBUSY;
3819         } else
3820                 retval = -EINVAL;
3821         cgroup_unlock();
3822
3823         return retval;
3824 }
3825
3826
3827 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3828                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3829 {
3830         struct mem_cgroup *iter;
3831         long val = 0;
3832
3833         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3834         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3835                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3836
3837         if (val < 0) /* race ? */
3838                 val = 0;
3839         return val;
3840 }
3841
3842 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3843 {
3844         u64 val;
3845
3846         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3847                 if (!swap)
3848                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3849                 else
3850                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3851         }
3852
3853         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3854         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3855
3856         if (swap)
3857                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3858
3859         return val << PAGE_SHIFT;
3860 }
3861
3862 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3863                                struct file *file, char __user *buf,
3864                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
3865 {
3866         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3867         char str[64];
3868         u64 val;
3869         int type, name, len;
3870
3871         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3872         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3873
3874         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3875                 return -EOPNOTSUPP;
3876
3877         switch (type) {
3878         case _MEM:
3879                 if (name == RES_USAGE)
3880                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3881                 else
3882                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3883                 break;
3884         case _MEMSWAP:
3885                 if (name == RES_USAGE)
3886                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3887                 else
3888                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3889                 break;
3890         default:
3891                 BUG();
3892         }
3893
3894         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
3895         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
3896 }
3897 /*
3898  * The user of this function is...
3899  * RES_LIMIT.
3900  */
3901 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3902                             const char *buffer)
3903 {
3904         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3905         int type, name;
3906         unsigned long long val;
3907         int ret;
3908
3909         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3910         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3911
3912         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3913                 return -EOPNOTSUPP;
3914
3915         switch (name) {
3916         case RES_LIMIT:
3917                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3918                         ret = -EINVAL;
3919                         break;
3920                 }
3921                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3922                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3923                 if (ret)
3924                         break;
3925                 if (type == _MEM)
3926                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3927                 else
3928                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3929                 break;
3930         case RES_SOFT_LIMIT:
3931                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3932                 if (ret)
3933                         break;
3934                 /*
3935                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3936                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3937                  * control without swap
3938                  */
3939                 if (type == _MEM)
3940                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3941                 else
3942                         ret = -EINVAL;
3943                 break;
3944         default:
3945                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3946                 break;
3947         }
3948         return ret;
3949 }
3950
3951 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3952                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3953 {
3954         struct cgroup *cgroup;
3955         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3956
3957         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3958         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3959         cgroup = memcg->css.cgroup;
3960         if (!memcg->use_hierarchy)
3961                 goto out;
3962
3963         while (cgroup->parent) {
3964                 cgroup = cgroup->parent;
3965                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3966                 if (!memcg->use_hierarchy)
3967                         break;
3968                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3969                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3970                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3971                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3972         }
3973 out:
3974         *mem_limit = min_limit;
3975         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3976 }
3977
3978 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3979 {
3980         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3981         int type, name;
3982
3983         type = MEMFILE_TYPE(event);
3984         name = MEMFILE_ATTR(event);
3985
3986         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3987                 return -EOPNOTSUPP;
3988
3989         switch (name) {
3990         case RES_MAX_USAGE:
3991                 if (type == _MEM)
3992                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
3993                 else
3994                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
3995                 break;
3996         case RES_FAILCNT:
3997                 if (type == _MEM)
3998                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
3999                 else
4000                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4001                 break;
4002         }
4003
4004         return 0;
4005 }
4006
4007 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4008                                         struct cftype *cft)
4009 {
4010         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4011 }
4012
4013 #ifdef CONFIG_MMU
4014 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4015                                         struct cftype *cft, u64 val)
4016 {
4017         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4018
4019         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4020                 return -EINVAL;
4021         /*
4022          * We check this value several times in both in can_attach() and
4023          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4024          * inconsistent.
4025          */
4026         cgroup_lock();
4027         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4028         cgroup_unlock();
4029
4030         return 0;
4031 }
4032 #else
4033 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4034                                         struct cftype *cft, u64 val)
4035 {
4036         return -ENOSYS;
4037 }
4038 #endif
4039
4040
4041 /* For read statistics */
4042 enum {
4043         MCS_CACHE,
4044         MCS_RSS,
4045         MCS_FILE_MAPPED,
4046         MCS_PGPGIN,
4047         MCS_PGPGOUT,
4048         MCS_SWAP,
4049         MCS_PGFAULT,
4050         MCS_PGMAJFAULT,
4051         MCS_INACTIVE_ANON,
4052         MCS_ACTIVE_ANON,
4053         MCS_INACTIVE_FILE,
4054         MCS_ACTIVE_FILE,
4055         MCS_UNEVICTABLE,
4056         NR_MCS_STAT,
4057 };
4058
4059 struct mcs_total_stat {
4060         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4061 };
4062
4063 static struct {
4064         char *local_name;
4065         char *total_name;
4066 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4067         {"cache", "total_cache"},
4068         {"rss", "total_rss"},
4069         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4070         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4071         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4072         {"swap", "total_swap"},
4073         {"pgfault", "total_pgfault"},
4074         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4075         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4076         {"active_anon", "total_active_anon"},
4077         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4078         {"active_file", "total_active_file"},
4079         {"unevictable", "total_unevictable"}
4080 };
4081
4082
4083 static void
4084 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4085 {
4086         s64 val;
4087
4088         /* per cpu stat */
4089         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4090         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4091         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4092         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4093         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4094         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4095         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4096         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4097         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4098         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4099         if (do_swap_account) {
4100                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4101                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4102         }
4103         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4104         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4105         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4106         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4107
4108         /* per zone stat */
4109         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4110         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4111         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4112         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4113         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4114         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4115         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4116         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4117         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4118         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4119 }
4120
4121 static void
4122 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4123 {
4124         struct mem_cgroup *iter;
4125
4126         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4127                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4128 }
4129
4130 #ifdef CONFIG_NUMA
4131 static int mem_control_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4132                                       struct seq_file *m)
4133 {
4134         int nid;
4135         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4136         unsigned long node_nr;
4137         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4138
4139         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4140         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4141         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4142                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4143                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4144         }
4145         seq_putc(m, '\n');
4146
4147         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4148         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4149         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4150                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4151                                 LRU_ALL_FILE);
4152                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4153         }
4154         seq_putc(m, '\n');
4155
4156         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4157         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4158         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4159                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4160                                 LRU_ALL_ANON);
4161                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4162         }
4163         seq_putc(m, '\n');
4164
4165         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4166         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4167         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4168                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4169                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4170                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4171         }
4172         seq_putc(m, '\n');
4173         return 0;
4174 }
4175 #endif /* CONFIG_NUMA */
4176
4177 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4178                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4179 {
4180         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4181         struct mcs_total_stat mystat;
4182         int i;
4183
4184         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4185         mem_cgroup_get_local_stat(memcg, &mystat);
4186
4187
4188         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4189                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4190                         continue;
4191                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4192         }
4193
4194         /* Hierarchical information */
4195         {
4196                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4197                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4198                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4199                 if (do_swap_account)
4200                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4201         }
4202
4203         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4204         mem_cgroup_get_total_stat(memcg, &mystat);
4205         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4206                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4207                         continue;
4208                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4209         }
4210
4211 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4212         {
4213                 int nid, zid;
4214                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4215                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4216                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4217                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4218
4219                 for_each_online_node(nid)
4220                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4221                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4222                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4223
4224                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4225                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4226                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4227                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4228                         }
4229                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4230                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4231                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4232                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4233         }
4234 #endif
4235
4236         return 0;
4237 }
4238
4239 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4240 {
4241         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4242
4243         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4244 }
4245
4246 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4247                                        u64 val)
4248 {
4249         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4250         struct mem_cgroup *parent;
4251
4252         if (val > 100)
4253                 return -EINVAL;
4254
4255         if (cgrp->parent == NULL)
4256                 return -EINVAL;
4257
4258         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4259
4260         cgroup_lock();
4261
4262         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4263         if ((parent->use_hierarchy) ||
4264             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4265                 cgroup_unlock();
4266                 return -EINVAL;
4267         }
4268
4269         memcg->swappiness = val;
4270
4271         cgroup_unlock();
4272
4273         return 0;
4274 }
4275
4276 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4277 {
4278         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4279         u64 usage;
4280         int i;
4281
4282         rcu_read_lock();
4283         if (!swap)
4284                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4285         else
4286                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4287
4288         if (!t)
4289                 goto unlock;
4290
4291         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4292
4293         /*
4294          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4295          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4296          * call of __mem_cgroup_threshold().
4297          */
4298         i = t->current_threshold;
4299
4300         /*
4301          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4302          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4303          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4304          * only one element of the array here.
4305          */
4306         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4307                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4308
4309         /* i = current_threshold + 1 */
4310         i++;
4311
4312         /*
4313          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4314          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4315          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4316          * only one element of the array here.
4317          */
4318         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4319                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4320
4321         /* Update current_threshold */
4322         t->current_threshold = i - 1;
4323 unlock:
4324         rcu_read_unlock();
4325 }
4326
4327 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4328 {
4329         while (memcg) {
4330                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4331                 if (do_swap_account)
4332                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4333
4334                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4335         }
4336 }
4337
4338 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4339 {
4340         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4341         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4342
4343         return _a->threshold - _b->threshold;
4344 }
4345
4346 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4347 {
4348         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4349
4350         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4351                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4352         return 0;
4353 }
4354
4355 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4356 {
4357         struct mem_cgroup *iter;
4358
4359         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4360                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4361 }
4362
4363 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4364         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4365 {
4366         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4367         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4368         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4369         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4370         u64 threshold, usage;
4371         int i, size, ret;
4372
4373         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4374         if (ret)
4375                 return ret;
4376
4377         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4378
4379         if (type == _MEM)
4380                 thresholds = &memcg->thresholds;
4381         else if (type == _MEMSWAP)
4382                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4383         else
4384                 BUG();
4385
4386         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4387
4388         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4389         if (thresholds->primary)
4390                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4391
4392         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4393
4394         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4395         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4396                         GFP_KERNEL);
4397         if (!new) {
4398                 ret = -ENOMEM;
4399                 goto unlock;
4400         }
4401         new->size = size;
4402
4403         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4404         if (thresholds->primary) {
4405                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4406                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4407         }
4408
4409         /* Add new threshold */
4410         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4411         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4412
4413         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4414         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4415                         compare_thresholds, NULL);
4416
4417         /* Find current threshold */
4418         new->current_threshold = -1;
4419         for (i = 0; i < size; i++) {
4420                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4421                         /*
4422                          * new->current_threshold will not be used until
4423                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4424                          * it here.
4425                          */
4426                         ++new->current_threshold;
4427                 } else
4428                         break;
4429         }
4430
4431         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4432         kfree(thresholds->spare);
4433         thresholds->spare = thresholds->primary;
4434
4435         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4436
4437         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4438         synchronize_rcu();
4439
4440 unlock:
4441         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4442
4443         return ret;
4444 }
4445
4446 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4447         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4448 {
4449         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4450         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4451         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4452         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4453         u64 usage;
4454         int i, j, size;
4455
4456         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4457         if (type == _MEM)
4458                 thresholds = &memcg->thresholds;
4459         else if (type == _MEMSWAP)
4460                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4461         else
4462                 BUG();
4463
4464         if (!thresholds->primary)
4465                 goto unlock;
4466
4467         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4468
4469         /* Check if a threshold crossed before removing */
4470         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4471
4472         /* Calculate new number of threshold */
4473         size = 0;
4474         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4475                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4476                         size++;
4477         }
4478
4479         new = thresholds->spare;
4480
4481         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4482         if (!size) {
4483                 kfree(new);
4484                 new = NULL;
4485                 goto swap_buffers;
4486         }
4487
4488         new->size = size;
4489
4490         /* Copy thresholds and find current threshold */
4491         new->current_threshold = -1;
4492         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4493                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4494                         continue;
4495
4496                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4497                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4498                         /*
4499                          * new->current_threshold will not be used
4500                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4501                          * it here.
4502                          */
4503                         ++new->current_threshold;
4504                 }
4505                 j++;
4506         }
4507
4508 swap_buffers:
4509         /* Swap primary and spare array */
4510         thresholds->spare = thresholds->primary;
4511         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4512         if (!new) {
4513                 kfree(thresholds->spare);
4514                 thresholds->spare = NULL;
4515         }
4516
4517         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4518
4519         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4520         synchronize_rcu();
4521 unlock:
4522         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4523 }
4524
4525 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4526         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4527 {
4528         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4529         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4530         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4531
4532         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4533         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4534         if (!event)
4535                 return -ENOMEM;
4536
4537         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4538
4539         event->eventfd = eventfd;
4540         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4541
4542         /* already in OOM ? */
4543         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4544                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4545         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4546
4547         return 0;
4548 }
4549
4550 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4551         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4552 {
4553         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4554         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4555         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4556
4557         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4558
4559         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4560
4561         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4562                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4563                         list_del(&ev->list);
4564                         kfree(ev);
4565                 }
4566         }
4567
4568         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4569 }
4570
4571 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4572         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4573 {
4574         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4575
4576         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4577
4578         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4579                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4580         else
4581                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4582         return 0;
4583 }
4584
4585 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4586         struct cftype *cft, u64 val)
4587 {
4588         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4589         struct mem_cgroup *parent;
4590
4591         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4592         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4593                 return -EINVAL;
4594
4595         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4596
4597         cgroup_lock();
4598         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4599         if ((parent->use_hierarchy) ||
4600             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4601                 cgroup_unlock();
4602                 return -EINVAL;
4603         }
4604         memcg->oom_kill_disable = val;
4605         if (!val)
4606                 memcg_oom_recover(memcg);
4607         cgroup_unlock();
4608         return 0;
4609 }
4610
4611 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4612 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4613 {
4614         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4615 };
4616
4617 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4618 {
4619         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4620 }
4621 #else
4622 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4623 {
4624         return 0;
4625 }
4626
4627 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4628 {
4629 }
4630 #endif
4631
4632 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4633         {
4634                 .name = "usage_in_bytes",
4635                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4636                 .read = mem_cgroup_read,
4637                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4638                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4639         },
4640         {
4641                 .name = "max_usage_in_bytes",
4642                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4643                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4644                 .read = mem_cgroup_read,
4645         },
4646         {
4647                 .name = "limit_in_bytes",
4648                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4649                 .write_string = mem_cgroup_write,
4650                 .read = mem_cgroup_read,
4651         },
4652         {
4653                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4654                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4655                 .write_string = mem_cgroup_write,
4656                 .read = mem_cgroup_read,
4657         },
4658         {
4659                 .name = "failcnt",
4660                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4661                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4662                 .read = mem_cgroup_read,
4663         },
4664         {
4665                 .name = "stat",
4666                 .read_map = mem_control_stat_show,
4667         },
4668         {
4669                 .name = "force_empty",
4670                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4671         },
4672         {
4673                 .name = "use_hierarchy",
4674                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4675                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4676         },
4677         {
4678                 .name = "swappiness",
4679                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4680                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4681         },
4682         {
4683                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4684                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4685                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4686         },
4687         {
4688                 .name = "oom_control",
4689                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4690                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4691                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4692                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4693                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4694         },
4695 #ifdef CONFIG_NUMA
4696         {
4697                 .name = "numa_stat",
4698                 .read_seq_string = mem_control_numa_stat_show,
4699         },
4700 #endif
4701 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4702         {
4703                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4704                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4705                 .read = mem_cgroup_read,
4706                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4707                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4708         },
4709         {
4710                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4711                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4712                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4713                 .read = mem_cgroup_read,
4714         },
4715         {
4716                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4717                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4718                 .write_string = mem_cgroup_write,
4719                 .read = mem_cgroup_read,
4720         },
4721         {
4722                 .name = "memsw.failcnt",
4723                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4724                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4725                 .read = mem_cgroup_read,
4726         },
4727 #endif
4728         { },    /* terminate */
4729 };
4730
4731 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4732 {
4733         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4734         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4735         int zone, tmp = node;
4736         /*
4737          * This routine is called against possible nodes.
4738          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4739          *
4740          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4741          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4742          *       function.
4743          */
4744         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4745                 tmp = -1;
4746         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4747         if (!pn)
4748                 return 1;
4749
4750         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4751                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4752                 lruvec_init(&mz->lruvec, &NODE_DATA(node)->node_zones[zone]);
4753                 mz->usage_in_excess = 0;
4754                 mz->on_tree = false;
4755                 mz->memcg = memcg;
4756         }
4757         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4758         return 0;
4759 }
4760
4761 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4762 {
4763         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4764 }
4765
4766 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4767 {
4768         struct mem_cgroup *memcg;
4769         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4770
4771         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4772         if (size < PAGE_SIZE)
4773                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4774         else
4775                 memcg = vzalloc(size);
4776
4777         if (!memcg)
4778                 return NULL;
4779
4780         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4781         if (!memcg->stat)
4782                 goto out_free;
4783         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4784         return memcg;
4785
4786 out_free:
4787         if (size < PAGE_SIZE)
4788                 kfree(memcg);
4789         else
4790                 vfree(memcg);
4791         return NULL;
4792 }
4793
4794 /*
4795  * Helpers for freeing a vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4796  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4797  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4798  */
4799 static void vfree_work(struct work_struct *work)
4800 {
4801         struct mem_cgroup *memcg;
4802
4803         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4804         vfree(memcg);
4805 }
4806 static void vfree_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4807 {
4808         struct mem_cgroup *memcg;
4809
4810         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4811         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, vfree_work);
4812         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4813 }
4814
4815 /*
4816  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4817  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4818  *
4819  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4820  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4821  * it goes down to 0.
4822  *
4823  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4824  */
4825
4826 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4827 {
4828         int node;
4829
4830         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4831         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4832
4833         for_each_node(node)
4834                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4835
4836         free_percpu(memcg->stat);
4837         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4838                 kfree_rcu(memcg, rcu_freeing);
4839         else
4840                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, vfree_rcu);
4841 }
4842
4843 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4844 {
4845         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4846 }
4847
4848 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4849 {
4850         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4851                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4852                 __mem_cgroup_free(memcg);
4853                 if (parent)
4854                         mem_cgroup_put(parent);
4855         }
4856 }
4857
4858 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4859 {
4860         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4861 }
4862
4863 /*
4864  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4865  */
4866 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4867 {
4868         if (!memcg->res.parent)
4869                 return NULL;
4870         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4871 }
4872 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4873
4874 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4875 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4876 {
4877         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4878                 do_swap_account = 1;
4879 }
4880 #else
4881 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4882 {
4883 }
4884 #endif
4885
4886 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4887 {
4888         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4889         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4890         int tmp, node, zone;
4891
4892         for_each_node(node) {
4893                 tmp = node;
4894                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4895                         tmp = -1;
4896                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4897                 if (!rtpn)
4898                         goto err_cleanup;
4899
4900                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4901
4902                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4903                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4904                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4905                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4906                 }
4907         }
4908         return 0;
4909
4910 err_cleanup:
4911         for_each_node(node) {
4912                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4913                         break;
4914                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4915                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4916         }
4917         return 1;
4918
4919 }
4920
4921 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4922 mem_cgroup_create(struct cgroup *cont)
4923 {
4924         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4925         long error = -ENOMEM;
4926         int node;
4927
4928         memcg = mem_cgroup_alloc();
4929         if (!memcg)
4930                 return ERR_PTR(error);
4931
4932         for_each_node(node)
4933                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4934                         goto free_out;
4935
4936         /* root ? */
4937         if (cont->parent == NULL) {
4938                 int cpu;
4939                 enable_swap_cgroup();
4940                 parent = NULL;
4941                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4942                         goto free_out;
4943                 root_mem_cgroup = memcg;
4944                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4945                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4946                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4947                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4948                 }
4949                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4950         } else {
4951                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4952                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4953                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4954         }
4955
4956         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4957                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4958                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4959                 /*
4960                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4961                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4962                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4963                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
4964                  */
4965                 mem_cgroup_get(parent);
4966         } else {
4967                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
4968                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4969         }
4970         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4971         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4972
4973         if (parent)
4974                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4975         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
4976         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4977         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4978         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4979
4980         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
4981         if (error) {
4982                 /*
4983                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
4984                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
4985                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
4986                  */
4987                 mem_cgroup_put(memcg);
4988                 return ERR_PTR(error);
4989         }
4990         return &memcg->css;
4991 free_out:
4992         __mem_cgroup_free(memcg);
4993         return ERR_PTR(error);
4994 }
4995
4996 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup *cont)
4997 {
4998         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4999
5000         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
5001 }
5002
5003 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
5004 {
5005         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5006
5007         kmem_cgroup_destroy(memcg);
5008
5009         mem_cgroup_put(memcg);
5010 }
5011
5012 #ifdef CONFIG_MMU
5013 /* Handlers for move charge at task migration. */
5014 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5015 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5016 {
5017         int ret = 0;
5018         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5019         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5020
5021         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5022                 mc.precharge += count;
5023                 /* we don't need css_get for root */
5024                 return ret;
5025         }
5026         /* try to charge at once */
5027         if (count > 1) {
5028                 struct res_counter *dummy;
5029                 /*
5030                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5031                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5032                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5033                  * css_get().
5034                  */
5035                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5036                         goto one_by_one;
5037                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5038                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5039                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5040                         goto one_by_one;
5041                 }
5042                 mc.precharge += count;
5043                 return ret;
5044         }
5045 one_by_one:
5046         /* fall back to one by one charge */
5047         while (count--) {
5048                 if (signal_pending(current)) {
5049                         ret = -EINTR;
5050                         break;
5051                 }
5052                 if (!batch_count--) {
5053                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5054                         cond_resched();
5055                 }
5056                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5057                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5058                 if (ret)
5059                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5060                         return ret;
5061                 mc.precharge++;
5062         }
5063         return ret;
5064 }
5065
5066 /**
5067  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5068  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5069  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5070  * @ptent: the pte to be checked
5071  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5072  *
5073  * Returns
5074  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5075  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5076  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5077  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5078  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5079  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5080  *     in target->ent.
5081  *
5082  * Called with pte lock held.
5083  */
5084 union mc_target {
5085         struct page     *page;
5086         swp_entry_t     ent;
5087 };
5088
5089 enum mc_target_type {
5090         MC_TARGET_NONE = 0,
5091         MC_TARGET_PAGE,
5092         MC_TARGET_SWAP,
5093 };
5094
5095 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5096                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5097 {
5098         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5099
5100         if (!page || !page_mapped(page))
5101                 return NULL;
5102         if (PageAnon(page)) {
5103                 /* we don't move shared anon */
5104                 if (!move_anon())
5105                         return NULL;
5106         } else if (!move_file())
5107                 /* we ignore mapcount for file pages */
5108                 return NULL;
5109         if (!get_page_unless_zero(page))
5110                 return NULL;
5111
5112         return page;
5113 }
5114
5115 #ifdef CONFIG_SWAP
5116 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5117                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5118 {
5119         struct page *page = NULL;
5120         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5121
5122         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5123                 return NULL;
5124         /*
5125          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5126          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5127          */
5128         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
5129         if (do_swap_account)
5130                 entry->val = ent.val;
5131
5132         return page;
5133 }
5134 #else
5135 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5136                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5137 {
5138         return NULL;
5139 }
5140 #endif
5141
5142 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5143                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5144 {
5145         struct page *page = NULL;
5146         struct address_space *mapping;
5147         pgoff_t pgoff;
5148
5149         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5150                 return NULL;
5151         if (!move_file())
5152                 return NULL;
5153
5154         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5155         if (pte_none(ptent))
5156                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5157         else /* pte_file(ptent) is true */
5158                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5159
5160         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5161         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5162
5163 #ifdef CONFIG_SWAP
5164         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5165         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5166                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5167                 if (do_swap_account)
5168                         *entry = swap;
5169                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5170         }
5171 #endif
5172         return page;
5173 }
5174
5175 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5176                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5177 {
5178         struct page *page = NULL;
5179         struct page_cgroup *pc;
5180         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5181         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5182
5183         if (pte_present(ptent))
5184                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5185         else if (is_swap_pte(ptent))
5186                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5187         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5188                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5189
5190         if (!page && !ent.val)
5191                 return ret;
5192         if (page) {
5193                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5194                 /*
5195                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5196                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5197                  * the lock.
5198                  */
5199                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5200                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5201                         if (target)
5202                                 target->page = page;
5203                 }
5204                 if (!ret || !target)
5205                         put_page(page);
5206         }
5207         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5208         if (ent.val && !ret &&
5209                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5210                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5211                 if (target)
5212                         target->ent = ent;
5213         }
5214         return ret;
5215 }
5216
5217 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5218 /*
5219  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5220  * support them for now.
5221  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5222  */
5223 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5224                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5225 {
5226         struct page *page = NULL;
5227         struct page_cgroup *pc;
5228         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5229
5230         page = pmd_page(pmd);
5231         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5232         if (!move_anon())
5233                 return ret;
5234         pc = lookup_page_cgroup(page);
5235         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5236                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5237                 if (target) {
5238                         get_page(page);
5239                         target->page = page;
5240                 }
5241         }
5242         return ret;
5243 }
5244 #else
5245 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5246                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5247 {
5248         return MC_TARGET_NONE;
5249 }
5250 #endif
5251
5252 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5253                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5254                                         struct mm_walk *walk)
5255 {
5256         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5257         pte_t *pte;
5258         spinlock_t *ptl;
5259
5260         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5261                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5262                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5263                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5264                 return 0;
5265         }
5266
5267         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5268                 return 0;
5269         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5270         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5271                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5272                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5273         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5274         cond_resched();
5275
5276         return 0;
5277 }
5278
5279 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5280 {
5281         unsigned long precharge;
5282         struct vm_area_struct *vma;
5283
5284         down_read(&mm->mmap_sem);
5285         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5286                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5287                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5288                         .mm = mm,
5289                         .private = vma,
5290                 };
5291                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5292                         continue;
5293                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5294                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5295         }
5296         up_read(&mm->mmap_sem);
5297
5298         precharge = mc.precharge;
5299         mc.precharge = 0;
5300
5301         return precharge;
5302 }
5303
5304 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5305 {
5306         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5307
5308         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5309         mc.moving_task = current;
5310         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5311 }
5312
5313 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5314 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5315 {
5316         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5317         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5318
5319         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5320         if (mc.precharge) {
5321                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5322                 mc.precharge = 0;
5323         }
5324         /*
5325          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5326          * we must uncharge here.
5327          */
5328         if (mc.moved_charge) {
5329                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5330                 mc.moved_charge = 0;
5331         }
5332         /* we must fixup refcnts and charges */
5333         if (mc.moved_swap) {
5334                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5335                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5336                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5337                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5338                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5339
5340                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5341                         /*
5342                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5343                          * uncharge to->res.
5344                          */
5345                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5346                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5347                 }
5348                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5349                 mc.moved_swap = 0;
5350         }
5351         memcg_oom_recover(from);
5352         memcg_oom_recover(to);
5353         wake_up_all(&mc.waitq);
5354 }
5355
5356 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5357 {
5358         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5359
5360         /*
5361          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5362          * task migration.
5363          */
5364         mc.moving_task = NULL;
5365         __mem_cgroup_clear_mc();
5366         spin_lock(&mc.lock);
5367         mc.from = NULL;
5368         mc.to = NULL;
5369         spin_unlock(&mc.lock);
5370         mem_cgroup_end_move(from);
5371 }
5372
5373 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5374                                  struct cgroup_taskset *tset)
5375 {
5376         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5377         int ret = 0;
5378         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5379
5380         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5381                 struct mm_struct *mm;
5382                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5383
5384                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5385
5386                 mm = get_task_mm(p);
5387                 if (!mm)
5388                         return 0;
5389                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5390                 if (mm->owner == p) {
5391                         VM_BUG_ON(mc.from);
5392                         VM_BUG_ON(mc.to);
5393                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5394                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5395                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5396                         mem_cgroup_start_move(from);
5397                         spin_lock(&mc.lock);
5398                         mc.from = from;
5399                         mc.to = memcg;
5400                         spin_unlock(&mc.lock);
5401                         /* We set mc.moving_task later */
5402
5403                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5404                         if (ret)
5405                                 mem_cgroup_clear_mc();
5406                 }
5407                 mmput(mm);
5408         }
5409         return ret;
5410 }
5411
5412 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5413                                      struct cgroup_taskset *tset)
5414 {
5415         mem_cgroup_clear_mc();
5416 }
5417
5418 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5419                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5420                                 struct mm_walk *walk)
5421 {
5422         int ret = 0;
5423         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5424         pte_t *pte;
5425         spinlock_t *ptl;
5426         enum mc_target_type target_type;
5427         union mc_target target;
5428         struct page *page;
5429         struct page_cgroup *pc;
5430
5431         /*
5432          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5433          * happens because:
5434          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5435          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5436          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5437          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5438          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5439          *    part of thp split is not executed yet.
5440          */
5441         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5442                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5443                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5444                         return 0;
5445                 }
5446                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5447                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5448                         page = target.page;
5449                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5450                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5451                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5452                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
5453                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5454                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5455                                 }
5456                                 putback_lru_page(page);
5457                         }
5458                         put_page(page);
5459                 }
5460                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5461                 return 0;
5462         }
5463
5464         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5465                 return 0;
5466 retry:
5467         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5468         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5469                 pte_t ptent = *(pte++);
5470                 swp_entry_t ent;
5471
5472                 if (!mc.precharge)
5473                         break;
5474
5475                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5476                 case MC_TARGET_PAGE:
5477                         page = target.page;
5478                         if (isolate_lru_page(page))
5479                                 goto put;
5480                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5481                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5482                                                      mc.from, mc.to)) {
5483                                 mc.precharge--;
5484                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5485                                 mc.moved_charge++;
5486                         }
5487                         putback_lru_page(page);
5488 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5489                         put_page(page);
5490                         break;
5491                 case MC_TARGET_SWAP:
5492                         ent = target.ent;
5493                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5494                                 mc.precharge--;
5495                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5496                                 mc.moved_swap++;
5497                         }
5498                         break;
5499                 default:
5500                         break;
5501                 }
5502         }
5503         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5504         cond_resched();
5505
5506         if (addr != end) {
5507                 /*
5508                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5509                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5510                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5511                  * phase.
5512                  */
5513                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5514                 if (!ret)
5515                         goto retry;
5516         }
5517
5518         return ret;
5519 }
5520
5521 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5522 {
5523         struct vm_area_struct *vma;
5524
5525         lru_add_drain_all();
5526 retry:
5527         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5528                 /*
5529                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5530                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5531                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5532                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5533                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5534                  */
5535                 __mem_cgroup_clear_mc();
5536                 cond_resched();
5537                 goto retry;
5538         }
5539         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5540                 int ret;
5541                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5542                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5543                         .mm = mm,
5544                         .private = vma,
5545                 };
5546                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5547                         continue;
5548                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5549                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5550                 if (ret)
5551                         /*
5552                          * means we have consumed all precharges and failed in
5553                          * doing additional charge. Just abandon here.
5554                          */
5555                         break;
5556         }
5557         up_read(&mm->mmap_sem);
5558 }
5559
5560 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5561                                  struct cgroup_taskset *tset)
5562 {
5563         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5564         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5565
5566         if (mm) {
5567                 if (mc.to)
5568                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5569                 mmput(mm);
5570         }
5571         if (mc.to)
5572                 mem_cgroup_clear_mc();
5573 }
5574 #else   /* !CONFIG_MMU */
5575 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5576                                  struct cgroup_taskset *tset)
5577 {
5578         return 0;
5579 }
5580 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5581                                      struct cgroup_taskset *tset)
5582 {
5583 }
5584 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5585                                  struct cgroup_taskset *tset)
5586 {
5587 }
5588 #endif
5589
5590 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5591         .name = "memory",
5592         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5593         .create = mem_cgroup_create,
5594         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5595         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5596         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5597         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5598         .attach = mem_cgroup_move_task,
5599         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
5600         .early_init = 0,
5601         .use_id = 1,
5602         .__DEPRECATED_clear_css_refs = true,
5603 };
5604
5605 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5606 static int __init enable_swap_account(char *s)
5607 {
5608         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5609         if (!strcmp(s, "1"))
5610                 really_do_swap_account = 1;
5611         else if (!strcmp(s, "0"))
5612                 really_do_swap_account = 0;
5613         return 1;
5614 }
5615 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5616
5617 #endif