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