memcg: reclaim when more than one page needed
[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/ip.h>
55 #include <net/tcp_memcontrol.h>
56
57 #include <asm/uaccess.h>
58
59 #include <trace/events/vmscan.h>
60
61 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
62 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
63
64 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
65 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
66
67 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
68 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
69 int do_swap_account __read_mostly;
70
71 /* for remember boot option*/
72 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
73 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
74 #else
75 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
76 #endif
77
78 #else
79 #define do_swap_account         0
80 #endif
81
82
83 /*
84  * Statistics for memory cgroup.
85  */
86 enum mem_cgroup_stat_index {
87         /*
88          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
89          */
90         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
91         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
92         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
93         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
94         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
95 };
96
97 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
98         "cache",
99         "rss",
100         "mapped_file",
101         "swap",
102 };
103
104 enum mem_cgroup_events_index {
105         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
106         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
107         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
108         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
109         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
110 };
111
112 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
113         "pgpgin",
114         "pgpgout",
115         "pgfault",
116         "pgmajfault",
117 };
118
119 /*
120  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
121  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
122  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
123  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
124  */
125 enum mem_cgroup_events_target {
126         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
127         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
128         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
129         MEM_CGROUP_NTARGETS,
130 };
131 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
132 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
133 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
134
135 struct mem_cgroup_stat_cpu {
136         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
137         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
138         unsigned long nr_page_events;
139         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
140 };
141
142 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
143         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
144         int position;
145         /* scan generation, increased every round-trip */
146         unsigned int generation;
147 };
148
149 /*
150  * per-zone information in memory controller.
151  */
152 struct mem_cgroup_per_zone {
153         struct lruvec           lruvec;
154         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
155
156         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
157
158         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
159         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
160                                                 /* the soft limit is exceeded*/
161         bool                    on_tree;
162         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
163                                                 /* use container_of        */
164 };
165
166 struct mem_cgroup_per_node {
167         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
168 };
169
170 struct mem_cgroup_lru_info {
171         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
172 };
173
174 /*
175  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
176  * their hierarchy representation
177  */
178
179 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
180         struct rb_root rb_root;
181         spinlock_t lock;
182 };
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_node {
185         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
186 };
187
188 struct mem_cgroup_tree {
189         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
190 };
191
192 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
193
194 struct mem_cgroup_threshold {
195         struct eventfd_ctx *eventfd;
196         u64 threshold;
197 };
198
199 /* For threshold */
200 struct mem_cgroup_threshold_ary {
201         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
202         int current_threshold;
203         /* Size of entries[] */
204         unsigned int size;
205         /* Array of thresholds */
206         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
207 };
208
209 struct mem_cgroup_thresholds {
210         /* Primary thresholds array */
211         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
212         /*
213          * Spare threshold array.
214          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
215          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
216          */
217         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
218 };
219
220 /* for OOM */
221 struct mem_cgroup_eventfd_list {
222         struct list_head list;
223         struct eventfd_ctx *eventfd;
224 };
225
226 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
227 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
228
229 /*
230  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
231  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
232  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
233  * to help the administrator determine what knobs to tune.
234  *
235  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
236  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
237  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
238  * a feature that will be implemented much later in the future.
239  */
240 struct mem_cgroup {
241         struct cgroup_subsys_state css;
242         /*
243          * the counter to account for memory usage
244          */
245         struct res_counter res;
246
247         union {
248                 /*
249                  * the counter to account for mem+swap usage.
250                  */
251                 struct res_counter memsw;
252
253                 /*
254                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
255                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
256                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
257                  * in a union with the res field, but res plays a much
258                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
259                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
260                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
261                  */
262                 struct rcu_head rcu_freeing;
263                 /*
264                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
265                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
266                  */
267                 struct work_struct work_freeing;
268         };
269
270         /*
271          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
272          * per zone LRU lists.
273          */
274         struct mem_cgroup_lru_info info;
275         int last_scanned_node;
276 #if MAX_NUMNODES > 1
277         nodemask_t      scan_nodes;
278         atomic_t        numainfo_events;
279         atomic_t        numainfo_updating;
280 #endif
281         /*
282          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
283          */
284         bool use_hierarchy;
285
286         bool            oom_lock;
287         atomic_t        under_oom;
288
289         atomic_t        refcnt;
290
291         int     swappiness;
292         /* OOM-Killer disable */
293         int             oom_kill_disable;
294
295         /* set when res.limit == memsw.limit */
296         bool            memsw_is_minimum;
297
298         /* protect arrays of thresholds */
299         struct mutex thresholds_lock;
300
301         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
302         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
303
304         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
305         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
306
307         /* For oom notifier event fd */
308         struct list_head oom_notify;
309
310         /*
311          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
312          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
313          */
314         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
315         /*
316          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
317          */
318         atomic_t        moving_account;
319         /* taken only while moving_account > 0 */
320         spinlock_t      move_lock;
321         /*
322          * percpu counter.
323          */
324         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
325         /*
326          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
327          * See mem_cgroup_read_stat().
328          */
329         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
330         spinlock_t pcp_counter_lock;
331
332 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
333         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
334 #endif
335 };
336
337 /* Stuffs for move charges at task migration. */
338 /*
339  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
340  * left-shifted bitmap of these types.
341  */
342 enum move_type {
343         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
344         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
345         NR_MOVE_TYPE,
346 };
347
348 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
349 static struct move_charge_struct {
350         spinlock_t        lock; /* for from, to */
351         struct mem_cgroup *from;
352         struct mem_cgroup *to;
353         unsigned long precharge;
354         unsigned long moved_charge;
355         unsigned long moved_swap;
356         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
357         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
358 } mc = {
359         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
360         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
361 };
362
363 static bool move_anon(void)
364 {
365         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
366                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
367 }
368
369 static bool move_file(void)
370 {
371         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
372                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
373 }
374
375 /*
376  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
377  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
378  */
379 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
380 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
381
382 enum charge_type {
383         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
384         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
385         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
386         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
387         NR_CHARGE_TYPE,
388 };
389
390 /* for encoding cft->private value on file */
391 #define _MEM                    (0)
392 #define _MEMSWAP                (1)
393 #define _OOM_TYPE               (2)
394 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
395 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
396 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
397 /* Used for OOM nofiier */
398 #define OOM_CONTROL             (0)
399
400 /*
401  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
402  */
403 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
404 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
405 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
406 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
407
408 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
409 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
410
411 static inline
412 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
413 {
414         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
415 }
416
417 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
418 {
419         return (memcg == root_mem_cgroup);
420 }
421
422 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
423 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
424
425 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
426 {
427         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
428                 struct mem_cgroup *memcg;
429                 struct cg_proto *cg_proto;
430
431                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
432
433                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
434                  * filled. It won't however, necessarily happen from
435                  * process context. So the test for root memcg given
436                  * the current task's memcg won't help us in this case.
437                  *
438                  * Respecting the original socket's memcg is a better
439                  * decision in this case.
440                  */
441                 if (sk->sk_cgrp) {
442                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
443                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
444                         return;
445                 }
446
447                 rcu_read_lock();
448                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
449                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
450                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
451                         mem_cgroup_get(memcg);
452                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
453                 }
454                 rcu_read_unlock();
455         }
456 }
457 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
458
459 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
460 {
461         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
462                 struct mem_cgroup *memcg;
463                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
464                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
465                 mem_cgroup_put(memcg);
466         }
467 }
468
469 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
470 {
471         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
472                 return NULL;
473
474         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
475 }
476 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
477
478 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
479 {
480         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
481                 return;
482         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
483 }
484 #else
485 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
486 {
487 }
488 #endif
489
490 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
491
492 static struct mem_cgroup_per_zone *
493 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
494 {
495         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
496 }
497
498 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
499 {
500         return &memcg->css;
501 }
502
503 static struct mem_cgroup_per_zone *
504 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
505 {
506         int nid = page_to_nid(page);
507         int zid = page_zonenum(page);
508
509         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
510 }
511
512 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
513 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
514 {
515         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
516 }
517
518 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
519 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
520 {
521         int nid = page_to_nid(page);
522         int zid = page_zonenum(page);
523
524         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
525 }
526
527 static void
528 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
529                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
530                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
531                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
532 {
533         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
534         struct rb_node *parent = NULL;
535         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
536
537         if (mz->on_tree)
538                 return;
539
540         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
541         if (!mz->usage_in_excess)
542                 return;
543         while (*p) {
544                 parent = *p;
545                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
546                                         tree_node);
547                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
548                         p = &(*p)->rb_left;
549                 /*
550                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
551                  * limit by the same amount
552                  */
553                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
554                         p = &(*p)->rb_right;
555         }
556         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
557         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
558         mz->on_tree = true;
559 }
560
561 static void
562 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
563                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
564                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
565 {
566         if (!mz->on_tree)
567                 return;
568         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
569         mz->on_tree = false;
570 }
571
572 static void
573 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
574                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
575                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
576 {
577         spin_lock(&mctz->lock);
578         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
579         spin_unlock(&mctz->lock);
580 }
581
582
583 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
584 {
585         unsigned long long excess;
586         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
587         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
588         int nid = page_to_nid(page);
589         int zid = page_zonenum(page);
590         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
591
592         /*
593          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
594          * because their event counter is not touched.
595          */
596         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
597                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
598                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
599                 /*
600                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
601                  * mem is over its softlimit.
602                  */
603                 if (excess || mz->on_tree) {
604                         spin_lock(&mctz->lock);
605                         /* if on-tree, remove it */
606                         if (mz->on_tree)
607                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
608                         /*
609                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
610                          * If excess is 0, no tree ops.
611                          */
612                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
613                         spin_unlock(&mctz->lock);
614                 }
615         }
616 }
617
618 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
619 {
620         int node, zone;
621         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
622         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
623
624         for_each_node(node) {
625                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
626                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
627                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
628                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
629                 }
630         }
631 }
632
633 static struct mem_cgroup_per_zone *
634 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
635 {
636         struct rb_node *rightmost = NULL;
637         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
638
639 retry:
640         mz = NULL;
641         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
642         if (!rightmost)
643                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
644
645         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
646         /*
647          * Remove the node now but someone else can add it back,
648          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
649          * position in the tree.
650          */
651         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
652         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
653                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
654                 goto retry;
655 done:
656         return mz;
657 }
658
659 static struct mem_cgroup_per_zone *
660 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
661 {
662         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
663
664         spin_lock(&mctz->lock);
665         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
666         spin_unlock(&mctz->lock);
667         return mz;
668 }
669
670 /*
671  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
672  *
673  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
674  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
675  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
676  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
677  *
678  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
679  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
680  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
681  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
682  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
683  *
684  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
685  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
686  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
687  * implemented.
688  */
689 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
690                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
691 {
692         long val = 0;
693         int cpu;
694
695         get_online_cpus();
696         for_each_online_cpu(cpu)
697                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
698 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
699         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
700         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
701         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
702 #endif
703         put_online_cpus();
704         return val;
705 }
706
707 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
708                                          bool charge)
709 {
710         int val = (charge) ? 1 : -1;
711         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
712 }
713
714 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
715                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
716 {
717         unsigned long val = 0;
718         int cpu;
719
720         for_each_online_cpu(cpu)
721                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
722 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
723         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
724         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
725         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
726 #endif
727         return val;
728 }
729
730 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
731                                          bool anon, int nr_pages)
732 {
733         preempt_disable();
734
735         /*
736          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
737          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
738          */
739         if (anon)
740                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
741                                 nr_pages);
742         else
743                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
744                                 nr_pages);
745
746         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
747         if (nr_pages > 0)
748                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
749         else {
750                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
751                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
752         }
753
754         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
755
756         preempt_enable();
757 }
758
759 unsigned long
760 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
761 {
762         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
763
764         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
765         return mz->lru_size[lru];
766 }
767
768 static unsigned long
769 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
770                         unsigned int lru_mask)
771 {
772         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
773         enum lru_list lru;
774         unsigned long ret = 0;
775
776         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
777
778         for_each_lru(lru) {
779                 if (BIT(lru) & lru_mask)
780                         ret += mz->lru_size[lru];
781         }
782         return ret;
783 }
784
785 static unsigned long
786 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
787                         int nid, unsigned int lru_mask)
788 {
789         u64 total = 0;
790         int zid;
791
792         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
793                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
794                                                 nid, zid, lru_mask);
795
796         return total;
797 }
798
799 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
800                         unsigned int lru_mask)
801 {
802         int nid;
803         u64 total = 0;
804
805         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
806                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
807         return total;
808 }
809
810 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
811                                        enum mem_cgroup_events_target target)
812 {
813         unsigned long val, next;
814
815         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
816         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
817         /* from time_after() in jiffies.h */
818         if ((long)next - (long)val < 0) {
819                 switch (target) {
820                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
821                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
822                         break;
823                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
824                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
825                         break;
826                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
827                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
828                         break;
829                 default:
830                         break;
831                 }
832                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
833                 return true;
834         }
835         return false;
836 }
837
838 /*
839  * Check events in order.
840  *
841  */
842 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
843 {
844         preempt_disable();
845         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
846         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
847                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
848                 bool do_softlimit;
849                 bool do_numainfo __maybe_unused;
850
851                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
852                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
853 #if MAX_NUMNODES > 1
854                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
855                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
856 #endif
857                 preempt_enable();
858
859                 mem_cgroup_threshold(memcg);
860                 if (unlikely(do_softlimit))
861                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
862 #if MAX_NUMNODES > 1
863                 if (unlikely(do_numainfo))
864                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
865 #endif
866         } else
867                 preempt_enable();
868 }
869
870 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
871 {
872         return mem_cgroup_from_css(
873                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
874 }
875
876 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
877 {
878         /*
879          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
880          * if it races with swapoff, page migration, etc.
881          * So this can be called with p == NULL.
882          */
883         if (unlikely(!p))
884                 return NULL;
885
886         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
887 }
888
889 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
890 {
891         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
892
893         if (!mm)
894                 return NULL;
895         /*
896          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
897          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
898          * pessimistic (rather than adding locks here).
899          */
900         rcu_read_lock();
901         do {
902                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
903                 if (unlikely(!memcg))
904                         break;
905         } while (!css_tryget(&memcg->css));
906         rcu_read_unlock();
907         return memcg;
908 }
909
910 /**
911  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
912  * @root: hierarchy root
913  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
914  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
915  *
916  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
917  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
918  *
919  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
920  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
921  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
922  *
923  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
924  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
925  * reclaimers operating on the same zone and priority.
926  */
927 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
928                                    struct mem_cgroup *prev,
929                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
930 {
931         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
932         int id = 0;
933
934         if (mem_cgroup_disabled())
935                 return NULL;
936
937         if (!root)
938                 root = root_mem_cgroup;
939
940         if (prev && !reclaim)
941                 id = css_id(&prev->css);
942
943         if (prev && prev != root)
944                 css_put(&prev->css);
945
946         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
947                 if (prev)
948                         return NULL;
949                 return root;
950         }
951
952         while (!memcg) {
953                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
954                 struct cgroup_subsys_state *css;
955
956                 if (reclaim) {
957                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
958                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
959                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
960
961                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
962                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
963                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
964                                 return NULL;
965                         id = iter->position;
966                 }
967
968                 rcu_read_lock();
969                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
970                 if (css) {
971                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
972                                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
973                 } else
974                         id = 0;
975                 rcu_read_unlock();
976
977                 if (reclaim) {
978                         iter->position = id;
979                         if (!css)
980                                 iter->generation++;
981                         else if (!prev && memcg)
982                                 reclaim->generation = iter->generation;
983                 }
984
985                 if (prev && !css)
986                         return NULL;
987         }
988         return memcg;
989 }
990
991 /**
992  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
993  * @root: hierarchy root
994  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
995  */
996 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
997                            struct mem_cgroup *prev)
998 {
999         if (!root)
1000                 root = root_mem_cgroup;
1001         if (prev && prev != root)
1002                 css_put(&prev->css);
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1007  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1008  * be used for reference counting.
1009  */
1010 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1011         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1012              iter != NULL;                              \
1013              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1014
1015 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1016         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1017              iter != NULL;                              \
1018              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1019
1020 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1021 {
1022         struct mem_cgroup *memcg;
1023
1024         rcu_read_lock();
1025         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1026         if (unlikely(!memcg))
1027                 goto out;
1028
1029         switch (idx) {
1030         case PGFAULT:
1031                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1032                 break;
1033         case PGMAJFAULT:
1034                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1035                 break;
1036         default:
1037                 BUG();
1038         }
1039 out:
1040         rcu_read_unlock();
1041 }
1042 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1043
1044 /**
1045  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1046  * @zone: zone of the wanted lruvec
1047  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1048  *
1049  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1050  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1051  * is disabled.
1052  */
1053 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1054                                       struct mem_cgroup *memcg)
1055 {
1056         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1057         struct lruvec *lruvec;
1058
1059         if (mem_cgroup_disabled()) {
1060                 lruvec = &zone->lruvec;
1061                 goto out;
1062         }
1063
1064         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1065         lruvec = &mz->lruvec;
1066 out:
1067         /*
1068          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1069          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1070          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1071          */
1072         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1073                 lruvec->zone = zone;
1074         return lruvec;
1075 }
1076
1077 /*
1078  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1079  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1080  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1081  *
1082  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1083  * 1. charge
1084  * 2. moving account
1085  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1086  * It is added to LRU before charge.
1087  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1088  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1089  */
1090
1091 /**
1092  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1093  * @page: the page
1094  * @zone: zone of the page
1095  */
1096 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1097 {
1098         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1099         struct mem_cgroup *memcg;
1100         struct page_cgroup *pc;
1101         struct lruvec *lruvec;
1102
1103         if (mem_cgroup_disabled()) {
1104                 lruvec = &zone->lruvec;
1105                 goto out;
1106         }
1107
1108         pc = lookup_page_cgroup(page);
1109         memcg = pc->mem_cgroup;
1110
1111         /*
1112          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1113          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1114          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1115          *
1116          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1117          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1118          * of pc->mem_cgroup safe.
1119          */
1120         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1121                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1122
1123         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1124         lruvec = &mz->lruvec;
1125 out:
1126         /*
1127          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1128          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1129          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1130          */
1131         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1132                 lruvec->zone = zone;
1133         return lruvec;
1134 }
1135
1136 /**
1137  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1138  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1139  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1140  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1141  *
1142  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1143  * lru list.
1144  */
1145 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1146                                 int nr_pages)
1147 {
1148         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1149         unsigned long *lru_size;
1150
1151         if (mem_cgroup_disabled())
1152                 return;
1153
1154         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1155         lru_size = mz->lru_size + lru;
1156         *lru_size += nr_pages;
1157         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1158 }
1159
1160 /*
1161  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1162  * hierarchy subtree
1163  */
1164 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1165                                   struct mem_cgroup *memcg)
1166 {
1167         if (root_memcg == memcg)
1168                 return true;
1169         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1170                 return false;
1171         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1172 }
1173
1174 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1175                                        struct mem_cgroup *memcg)
1176 {
1177         bool ret;
1178
1179         rcu_read_lock();
1180         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1181         rcu_read_unlock();
1182         return ret;
1183 }
1184
1185 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1186 {
1187         int ret;
1188         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1189         struct task_struct *p;
1190
1191         p = find_lock_task_mm(task);
1192         if (p) {
1193                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1194                 task_unlock(p);
1195         } else {
1196                 /*
1197                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1198                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1199                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1200                  */
1201                 task_lock(task);
1202                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1203                 if (curr)
1204                         css_get(&curr->css);
1205                 task_unlock(task);
1206         }
1207         if (!curr)
1208                 return 0;
1209         /*
1210          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1211          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1212          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1213          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1214          */
1215         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1216         css_put(&curr->css);
1217         return ret;
1218 }
1219
1220 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1221 {
1222         unsigned long inactive_ratio;
1223         unsigned long inactive;
1224         unsigned long active;
1225         unsigned long gb;
1226
1227         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1228         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1229
1230         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1231         if (gb)
1232                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1233         else
1234                 inactive_ratio = 1;
1235
1236         return inactive * inactive_ratio < active;
1237 }
1238
1239 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1240 {
1241         unsigned long active;
1242         unsigned long inactive;
1243
1244         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1245         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1246
1247         return (active > inactive);
1248 }
1249
1250 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1251         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1252
1253 /**
1254  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1255  * @memcg: the memory cgroup
1256  *
1257  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1258  * pages.
1259  */
1260 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1261 {
1262         unsigned long long margin;
1263
1264         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1265         if (do_swap_account)
1266                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1267         return margin >> PAGE_SHIFT;
1268 }
1269
1270 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1271 {
1272         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1273
1274         /* root ? */
1275         if (cgrp->parent == NULL)
1276                 return vm_swappiness;
1277
1278         return memcg->swappiness;
1279 }
1280
1281 /*
1282  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1283  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1284  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1285  * rcu_read_lock(), like this:
1286  *
1287  *         CPU-A                                    CPU-B
1288  *                                              rcu_read_lock()
1289  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1290  *                                                   take heavy locks.
1291  *         synchronize_rcu()                    update something.
1292  *                                              rcu_read_unlock()
1293  *         start move here.
1294  */
1295
1296 /* for quick checking without looking up memcg */
1297 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1298
1299 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1300 {
1301         atomic_inc(&memcg_moving);
1302         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1303         synchronize_rcu();
1304 }
1305
1306 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1307 {
1308         /*
1309          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1310          * We check NULL in callee rather than caller.
1311          */
1312         if (memcg) {
1313                 atomic_dec(&memcg_moving);
1314                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1315         }
1316 }
1317
1318 /*
1319  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1320  *
1321  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1322  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1323  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1324  *
1325  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1326  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1327  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1328  */
1329
1330 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1331 {
1332         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1333         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1334 }
1335
1336 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1337 {
1338         struct mem_cgroup *from;
1339         struct mem_cgroup *to;
1340         bool ret = false;
1341         /*
1342          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1343          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1344          */
1345         spin_lock(&mc.lock);
1346         from = mc.from;
1347         to = mc.to;
1348         if (!from)
1349                 goto unlock;
1350
1351         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1352                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1353 unlock:
1354         spin_unlock(&mc.lock);
1355         return ret;
1356 }
1357
1358 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1359 {
1360         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1361                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1362                         DEFINE_WAIT(wait);
1363                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1364                         /* moving charge context might have finished. */
1365                         if (mc.moving_task)
1366                                 schedule();
1367                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1368                         return true;
1369                 }
1370         }
1371         return false;
1372 }
1373
1374 /*
1375  * Take this lock when
1376  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1377  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1378  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1379  */
1380 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1381                                   unsigned long *flags)
1382 {
1383         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1384 }
1385
1386 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1387                                 unsigned long *flags)
1388 {
1389         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1390 }
1391
1392 /**
1393  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1394  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1395  * @p: Task that is going to be killed
1396  *
1397  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1398  * enabled
1399  */
1400 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1401 {
1402         struct cgroup *task_cgrp;
1403         struct cgroup *mem_cgrp;
1404         /*
1405          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1406          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1407          * If this assumption is broken, revisit this code.
1408          */
1409         static char memcg_name[PATH_MAX];
1410         int ret;
1411
1412         if (!memcg || !p)
1413                 return;
1414
1415         rcu_read_lock();
1416
1417         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1418         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1419
1420         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1421         if (ret < 0) {
1422                 /*
1423                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1424                  * But we'll still print out the usage information
1425                  */
1426                 rcu_read_unlock();
1427                 goto done;
1428         }
1429         rcu_read_unlock();
1430
1431         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1432
1433         rcu_read_lock();
1434         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1435         if (ret < 0) {
1436                 rcu_read_unlock();
1437                 goto done;
1438         }
1439         rcu_read_unlock();
1440
1441         /*
1442          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1443          */
1444         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1445 done:
1446
1447         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1448                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1449                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1450                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1451         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1452                 "failcnt %llu\n",
1453                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1454                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1455                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1456 }
1457
1458 /*
1459  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1460  * 1(self count) if no children.
1461  */
1462 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1463 {
1464         int num = 0;
1465         struct mem_cgroup *iter;
1466
1467         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1468                 num++;
1469         return num;
1470 }
1471
1472 /*
1473  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1474  */
1475 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1476 {
1477         u64 limit;
1478
1479         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1480
1481         /*
1482          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1483          */
1484         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1485                 u64 memsw;
1486
1487                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1488                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1489
1490                 /*
1491                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1492                  * available to this memcg, return that limit.
1493                  */
1494                 limit = min(limit, memsw);
1495         }
1496
1497         return limit;
1498 }
1499
1500 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1501                                      int order)
1502 {
1503         struct mem_cgroup *iter;
1504         unsigned long chosen_points = 0;
1505         unsigned long totalpages;
1506         unsigned int points = 0;
1507         struct task_struct *chosen = NULL;
1508
1509         /*
1510          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1511          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1512          * its memory.
1513          */
1514         if (fatal_signal_pending(current)) {
1515                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1516                 return;
1517         }
1518
1519         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1520         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1521         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1522                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1523                 struct cgroup_iter it;
1524                 struct task_struct *task;
1525
1526                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1527                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1528                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1529                                                         false)) {
1530                         case OOM_SCAN_SELECT:
1531                                 if (chosen)
1532                                         put_task_struct(chosen);
1533                                 chosen = task;
1534                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1535                                 get_task_struct(chosen);
1536                                 /* fall through */
1537                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1538                                 continue;
1539                         case OOM_SCAN_ABORT:
1540                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1541                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1542                                 if (chosen)
1543                                         put_task_struct(chosen);
1544                                 return;
1545                         case OOM_SCAN_OK:
1546                                 break;
1547                         };
1548                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1549                         if (points > chosen_points) {
1550                                 if (chosen)
1551                                         put_task_struct(chosen);
1552                                 chosen = task;
1553                                 chosen_points = points;
1554                                 get_task_struct(chosen);
1555                         }
1556                 }
1557                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1558         }
1559
1560         if (!chosen)
1561                 return;
1562         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1563         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1564                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1565 }
1566
1567 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1568                                         gfp_t gfp_mask,
1569                                         unsigned long flags)
1570 {
1571         unsigned long total = 0;
1572         bool noswap = false;
1573         int loop;
1574
1575         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1576                 noswap = true;
1577         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1578                 noswap = true;
1579
1580         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1581                 if (loop)
1582                         drain_all_stock_async(memcg);
1583                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1584                 /*
1585                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1586                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1587                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1588                  */
1589                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1590                         break;
1591                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1592                         break;
1593                 /*
1594                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1595                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1596                  */
1597                 if (loop && !total)
1598                         break;
1599         }
1600         return total;
1601 }
1602
1603 /**
1604  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1605  * @memcg: the target memcg
1606  * @nid: the node ID to be checked.
1607  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1608  *
1609  * This function returns whether the specified memcg contains any
1610  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1611  * pages in the node.
1612  */
1613 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1614                 int nid, bool noswap)
1615 {
1616         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1617                 return true;
1618         if (noswap || !total_swap_pages)
1619                 return false;
1620         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1621                 return true;
1622         return false;
1623
1624 }
1625 #if MAX_NUMNODES > 1
1626
1627 /*
1628  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1629  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1630  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1631  *
1632  */
1633 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1634 {
1635         int nid;
1636         /*
1637          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1638          * pagein/pageout changes since the last update.
1639          */
1640         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1641                 return;
1642         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1643                 return;
1644
1645         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1646         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1647
1648         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1649
1650                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1651                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1652         }
1653
1654         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1655         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1660  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1661  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1662  *
1663  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1664  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1665  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1666  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1667  *
1668  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1669  */
1670 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1671 {
1672         int node;
1673
1674         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1675         node = memcg->last_scanned_node;
1676
1677         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1678         if (node == MAX_NUMNODES)
1679                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1680         /*
1681          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1682          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1683          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1684          * we use curret node.
1685          */
1686         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1687                 node = numa_node_id();
1688
1689         memcg->last_scanned_node = node;
1690         return node;
1691 }
1692
1693 /*
1694  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1695  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1696  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1697  * enough new information. We need to do double check.
1698  */
1699 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1700 {
1701         int nid;
1702
1703         /*
1704          * quick check...making use of scan_node.
1705          * We can skip unused nodes.
1706          */
1707         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1708                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1709                      nid < MAX_NUMNODES;
1710                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1711
1712                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1713                                 return true;
1714                 }
1715         }
1716         /*
1717          * Check rest of nodes.
1718          */
1719         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1720                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1721                         continue;
1722                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1723                         return true;
1724         }
1725         return false;
1726 }
1727
1728 #else
1729 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1730 {
1731         return 0;
1732 }
1733
1734 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1735 {
1736         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1737 }
1738 #endif
1739
1740 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1741                                    struct zone *zone,
1742                                    gfp_t gfp_mask,
1743                                    unsigned long *total_scanned)
1744 {
1745         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1746         int total = 0;
1747         int loop = 0;
1748         unsigned long excess;
1749         unsigned long nr_scanned;
1750         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1751                 .zone = zone,
1752                 .priority = 0,
1753         };
1754
1755         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1756
1757         while (1) {
1758                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1759                 if (!victim) {
1760                         loop++;
1761                         if (loop >= 2) {
1762                                 /*
1763                                  * If we have not been able to reclaim
1764                                  * anything, it might because there are
1765                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1766                                  */
1767                                 if (!total)
1768                                         break;
1769                                 /*
1770                                  * We want to do more targeted reclaim.
1771                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1772                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1773                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1774                                  */
1775                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1776                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1777                                         break;
1778                         }
1779                         continue;
1780                 }
1781                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1782                         continue;
1783                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1784                                                      zone, &nr_scanned);
1785                 *total_scanned += nr_scanned;
1786                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1787                         break;
1788         }
1789         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1790         return total;
1791 }
1792
1793 /*
1794  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1795  * If someone is running, return false.
1796  * Has to be called with memcg_oom_lock
1797  */
1798 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1799 {
1800         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1801
1802         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1803                 if (iter->oom_lock) {
1804                         /*
1805                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1806                          * so we cannot give a lock.
1807                          */
1808                         failed = iter;
1809                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1810                         break;
1811                 } else
1812                         iter->oom_lock = true;
1813         }
1814
1815         if (!failed)
1816                 return true;
1817
1818         /*
1819          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1820          * what we set up to the failing subtree
1821          */
1822         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1823                 if (iter == failed) {
1824                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1825                         break;
1826                 }
1827                 iter->oom_lock = false;
1828         }
1829         return false;
1830 }
1831
1832 /*
1833  * Has to be called with memcg_oom_lock
1834  */
1835 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1836 {
1837         struct mem_cgroup *iter;
1838
1839         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1840                 iter->oom_lock = false;
1841         return 0;
1842 }
1843
1844 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1845 {
1846         struct mem_cgroup *iter;
1847
1848         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1849                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1850 }
1851
1852 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1853 {
1854         struct mem_cgroup *iter;
1855
1856         /*
1857          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1858          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1859          * atomic_add_unless() here.
1860          */
1861         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1862                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1863 }
1864
1865 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1866 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1867
1868 struct oom_wait_info {
1869         struct mem_cgroup *memcg;
1870         wait_queue_t    wait;
1871 };
1872
1873 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1874         unsigned mode, int sync, void *arg)
1875 {
1876         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1877         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1878         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1879
1880         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1881         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1882
1883         /*
1884          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1885          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1886          */
1887         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1888                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1889                 return 0;
1890         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1891 }
1892
1893 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1894 {
1895         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1896         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1897 }
1898
1899 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1900 {
1901         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1902                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1903 }
1904
1905 /*
1906  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1907  */
1908 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1909                                   int order)
1910 {
1911         struct oom_wait_info owait;
1912         bool locked, need_to_kill;
1913
1914         owait.memcg = memcg;
1915         owait.wait.flags = 0;
1916         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1917         owait.wait.private = current;
1918         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1919         need_to_kill = true;
1920         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1921
1922         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1923         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1924         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1925         /*
1926          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1927          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1928          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1929          */
1930         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1931         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1932                 need_to_kill = false;
1933         if (locked)
1934                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1935         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1936
1937         if (need_to_kill) {
1938                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1939                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1940         } else {
1941                 schedule();
1942                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1943         }
1944         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1945         if (locked)
1946                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1947         memcg_wakeup_oom(memcg);
1948         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1949
1950         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1951
1952         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1953                 return false;
1954         /* Give chance to dying process */
1955         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1956         return true;
1957 }
1958
1959 /*
1960  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1961  * generalized to update other statistics as well.
1962  *
1963  * Notes: Race condition
1964  *
1965  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1966  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1967  * to do so _always_.
1968  *
1969  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1970  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1971  * are no race with "charge".
1972  *
1973  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1974  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1975  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1976  * by flags.
1977  *
1978  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1979  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1980  * If there is, we take a lock.
1981  */
1982
1983 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1984                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1985 {
1986         struct mem_cgroup *memcg;
1987         struct page_cgroup *pc;
1988
1989         pc = lookup_page_cgroup(page);
1990 again:
1991         memcg = pc->mem_cgroup;
1992         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1993                 return;
1994         /*
1995          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1996          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
1997          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1998          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1999          */
2000         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2001                 return;
2002
2003         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2004         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2005                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2006                 goto again;
2007         }
2008         *locked = true;
2009 }
2010
2011 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2012 {
2013         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2014
2015         /*
2016          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2017          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2018          * should take move_lock_mem_cgroup().
2019          */
2020         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2021 }
2022
2023 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2024                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2025 {
2026         struct mem_cgroup *memcg;
2027         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2028         unsigned long uninitialized_var(flags);
2029
2030         if (mem_cgroup_disabled())
2031                 return;
2032
2033         memcg = pc->mem_cgroup;
2034         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2035                 return;
2036
2037         switch (idx) {
2038         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2039                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2040                 break;
2041         default:
2042                 BUG();
2043         }
2044
2045         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2046 }
2047
2048 /*
2049  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2050  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2051  */
2052 #define CHARGE_BATCH    32U
2053 struct memcg_stock_pcp {
2054         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2055         unsigned int nr_pages;
2056         struct work_struct work;
2057         unsigned long flags;
2058 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2059 };
2060 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2061 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2062
2063 /**
2064  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2065  * @memcg: memcg to consume from.
2066  * @nr_pages: how many pages to charge.
2067  *
2068  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2069  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2070  * service an allocation will refill the stock.
2071  *
2072  * returns true if successful, false otherwise.
2073  */
2074 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2075 {
2076         struct memcg_stock_pcp *stock;
2077         bool ret = true;
2078
2079         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2080                 return false;
2081
2082         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2083         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2084                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2085         else /* need to call res_counter_charge */
2086                 ret = false;
2087         put_cpu_var(memcg_stock);
2088         return ret;
2089 }
2090
2091 /*
2092  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2093  */
2094 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2095 {
2096         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2097
2098         if (stock->nr_pages) {
2099                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2100
2101                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2102                 if (do_swap_account)
2103                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2104                 stock->nr_pages = 0;
2105         }
2106         stock->cached = NULL;
2107 }
2108
2109 /*
2110  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2111  * a thread which is pinned to local cpu.
2112  */
2113 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2114 {
2115         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2116         drain_stock(stock);
2117         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2118 }
2119
2120 /*
2121  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2122  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2123  */
2124 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2125 {
2126         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2127
2128         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2129                 drain_stock(stock);
2130                 stock->cached = memcg;
2131         }
2132         stock->nr_pages += nr_pages;
2133         put_cpu_var(memcg_stock);
2134 }
2135
2136 /*
2137  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2138  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2139  * until the work is done.
2140  */
2141 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2142 {
2143         int cpu, curcpu;
2144
2145         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2146         get_online_cpus();
2147         curcpu = get_cpu();
2148         for_each_online_cpu(cpu) {
2149                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2150                 struct mem_cgroup *memcg;
2151
2152                 memcg = stock->cached;
2153                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2154                         continue;
2155                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2156                         continue;
2157                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2158                         if (cpu == curcpu)
2159                                 drain_local_stock(&stock->work);
2160                         else
2161                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2162                 }
2163         }
2164         put_cpu();
2165
2166         if (!sync)
2167                 goto out;
2168
2169         for_each_online_cpu(cpu) {
2170                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2171                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2172                         flush_work(&stock->work);
2173         }
2174 out:
2175         put_online_cpus();
2176 }
2177
2178 /*
2179  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2180  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2181  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2182  * it.
2183  */
2184 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2185 {
2186         /*
2187          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2188          */
2189         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2190                 return;
2191         drain_all_stock(root_memcg, false);
2192         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2193 }
2194
2195 /* This is a synchronous drain interface. */
2196 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2197 {
2198         /* called when force_empty is called */
2199         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2200         drain_all_stock(root_memcg, true);
2201         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2202 }
2203
2204 /*
2205  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2206  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2207  */
2208 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2209 {
2210         int i;
2211
2212         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2213         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2214                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2215
2216                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2217                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2218         }
2219         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2220                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2221
2222                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2223                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2224         }
2225         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2226 }
2227
2228 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2229                                         unsigned long action,
2230                                         void *hcpu)
2231 {
2232         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2233         struct memcg_stock_pcp *stock;
2234         struct mem_cgroup *iter;
2235
2236         if (action == CPU_ONLINE)
2237                 return NOTIFY_OK;
2238
2239         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2240                 return NOTIFY_OK;
2241
2242         for_each_mem_cgroup(iter)
2243                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2244
2245         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2246         drain_stock(stock);
2247         return NOTIFY_OK;
2248 }
2249
2250
2251 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2252 enum {
2253         CHARGE_OK,              /* success */
2254         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2255         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2256         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2257         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2258 };
2259
2260 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2261                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2262                                 bool oom_check)
2263 {
2264         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2265         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2266         struct res_counter *fail_res;
2267         unsigned long flags = 0;
2268         int ret;
2269
2270         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2271
2272         if (likely(!ret)) {
2273                 if (!do_swap_account)
2274                         return CHARGE_OK;
2275                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2276                 if (likely(!ret))
2277                         return CHARGE_OK;
2278
2279                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2280                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2281                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2282         } else
2283                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2284         /*
2285          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2286          * single page instead.
2287          */
2288         if (nr_pages > min_pages)
2289                 return CHARGE_RETRY;
2290
2291         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2292                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2293
2294         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2295                 return CHARGE_NOMEM;
2296
2297         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2298         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2299                 return CHARGE_RETRY;
2300         /*
2301          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2302          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2303          * before killing the task.
2304          *
2305          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2306          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2307          * to regular pages anyway in case of failure.
2308          */
2309         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2310                 return CHARGE_RETRY;
2311
2312         /*
2313          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2314          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2315          */
2316         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2317                 return CHARGE_RETRY;
2318
2319         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2320         if (!oom_check)
2321                 return CHARGE_NOMEM;
2322         /* check OOM */
2323         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2324                 return CHARGE_OOM_DIE;
2325
2326         return CHARGE_RETRY;
2327 }
2328
2329 /*
2330  * __mem_cgroup_try_charge() does
2331  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2332  * 2. update res_counter
2333  * 3. call memory reclaim if necessary.
2334  *
2335  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2336  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2337  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2338  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2339  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2340  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2341  *
2342  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2343  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2344  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2345  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2346  *
2347  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2348  * the oom-killer can be invoked.
2349  */
2350 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2351                                    gfp_t gfp_mask,
2352                                    unsigned int nr_pages,
2353                                    struct mem_cgroup **ptr,
2354                                    bool oom)
2355 {
2356         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2357         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2358         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2359         int ret;
2360
2361         /*
2362          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2363          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2364          * MEMDIE process.
2365          */
2366         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2367                      || fatal_signal_pending(current)))
2368                 goto bypass;
2369
2370         /*
2371          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2372          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2373          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2374          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2375          */
2376         if (!*ptr && !mm)
2377                 *ptr = root_mem_cgroup;
2378 again:
2379         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2380                 memcg = *ptr;
2381                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2382                         goto done;
2383                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2384                         goto done;
2385                 css_get(&memcg->css);
2386         } else {
2387                 struct task_struct *p;
2388
2389                 rcu_read_lock();
2390                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2391                 /*
2392                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2393                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2394                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2395                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2396                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2397                  * small race, here.
2398                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2399                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2400                  */
2401                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2402                 if (!memcg)
2403                         memcg = root_mem_cgroup;
2404                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2405                         rcu_read_unlock();
2406                         goto done;
2407                 }
2408                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2409                         /*
2410                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2411                          * But considering how consume_stok works, it's not
2412                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2413                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2414                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2415                          * calling consume_stock().
2416                          */
2417                         rcu_read_unlock();
2418                         goto done;
2419                 }
2420                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2421                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2422                         rcu_read_unlock();
2423                         goto again;
2424                 }
2425                 rcu_read_unlock();
2426         }
2427
2428         do {
2429                 bool oom_check;
2430
2431                 /* If killed, bypass charge */
2432                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2433                         css_put(&memcg->css);
2434                         goto bypass;
2435                 }
2436
2437                 oom_check = false;
2438                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2439                         oom_check = true;
2440                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2441                 }
2442
2443                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2444                     oom_check);
2445                 switch (ret) {
2446                 case CHARGE_OK:
2447                         break;
2448                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2449                         batch = nr_pages;
2450                         css_put(&memcg->css);
2451                         memcg = NULL;
2452                         goto again;
2453                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2454                         css_put(&memcg->css);
2455                         goto nomem;
2456                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2457                         if (!oom) {
2458                                 css_put(&memcg->css);
2459                                 goto nomem;
2460                         }
2461                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2462                         nr_oom_retries--;
2463                         break;
2464                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2465                         css_put(&memcg->css);
2466                         goto bypass;
2467                 }
2468         } while (ret != CHARGE_OK);
2469
2470         if (batch > nr_pages)
2471                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2472         css_put(&memcg->css);
2473 done:
2474         *ptr = memcg;
2475         return 0;
2476 nomem:
2477         *ptr = NULL;
2478         return -ENOMEM;
2479 bypass:
2480         *ptr = root_mem_cgroup;
2481         return -EINTR;
2482 }
2483
2484 /*
2485  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2486  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2487  * gotten by try_charge().
2488  */
2489 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2490                                        unsigned int nr_pages)
2491 {
2492         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2493                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2494
2495                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2496                 if (do_swap_account)
2497                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2498         }
2499 }
2500
2501 /*
2502  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2503  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2504  */
2505 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2506                                         unsigned int nr_pages)
2507 {
2508         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2509
2510         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2511                 return;
2512
2513         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2514         if (do_swap_account)
2515                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2516                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2517 }
2518
2519 /*
2520  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2521  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2522  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2523  * called against removed memcg.)
2524  */
2525 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2526 {
2527         struct cgroup_subsys_state *css;
2528
2529         /* ID 0 is unused ID */
2530         if (!id)
2531                 return NULL;
2532         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2533         if (!css)
2534                 return NULL;
2535         return mem_cgroup_from_css(css);
2536 }
2537
2538 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2539 {
2540         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2541         struct page_cgroup *pc;
2542         unsigned short id;
2543         swp_entry_t ent;
2544
2545         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2546
2547         pc = lookup_page_cgroup(page);
2548         lock_page_cgroup(pc);
2549         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2550                 memcg = pc->mem_cgroup;
2551                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2552                         memcg = NULL;
2553         } else if (PageSwapCache(page)) {
2554                 ent.val = page_private(page);
2555                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2556                 rcu_read_lock();
2557                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2558                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2559                         memcg = NULL;
2560                 rcu_read_unlock();
2561         }
2562         unlock_page_cgroup(pc);
2563         return memcg;
2564 }
2565
2566 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2567                                        struct page *page,
2568                                        unsigned int nr_pages,
2569                                        enum charge_type ctype,
2570                                        bool lrucare)
2571 {
2572         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2573         struct zone *uninitialized_var(zone);
2574         struct lruvec *lruvec;
2575         bool was_on_lru = false;
2576         bool anon;
2577
2578         lock_page_cgroup(pc);
2579         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2580         /*
2581          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2582          * accessed by any other context at this point.
2583          */
2584
2585         /*
2586          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2587          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2588          */
2589         if (lrucare) {
2590                 zone = page_zone(page);
2591                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2592                 if (PageLRU(page)) {
2593                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2594                         ClearPageLRU(page);
2595                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2596                         was_on_lru = true;
2597                 }
2598         }
2599
2600         pc->mem_cgroup = memcg;
2601         /*
2602          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2603          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2604          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2605          * before USED bit, we need memory barrier here.
2606          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2607          */
2608         smp_wmb();
2609         SetPageCgroupUsed(pc);
2610
2611         if (lrucare) {
2612                 if (was_on_lru) {
2613                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2614                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2615                         SetPageLRU(page);
2616                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2617                 }
2618                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2619         }
2620
2621         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2622                 anon = true;
2623         else
2624                 anon = false;
2625
2626         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2627         unlock_page_cgroup(pc);
2628
2629         /*
2630          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2631          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2632          * if they exceeds softlimit.
2633          */
2634         memcg_check_events(memcg, page);
2635 }
2636
2637 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2638
2639 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
2640 /*
2641  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2642  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2643  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2644  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2645  */
2646 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2647 {
2648         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2649         struct page_cgroup *pc;
2650         int i;
2651
2652         if (mem_cgroup_disabled())
2653                 return;
2654         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2655                 pc = head_pc + i;
2656                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2657                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2658                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2659         }
2660 }
2661 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2662
2663 /**
2664  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2665  * @page: the page
2666  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2667  * @pc: page_cgroup of the page.
2668  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2669  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2670  *
2671  * The caller must confirm following.
2672  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2673  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2674  *
2675  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
2676  * from old cgroup.
2677  */
2678 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2679                                    unsigned int nr_pages,
2680                                    struct page_cgroup *pc,
2681                                    struct mem_cgroup *from,
2682                                    struct mem_cgroup *to)
2683 {
2684         unsigned long flags;
2685         int ret;
2686         bool anon = PageAnon(page);
2687
2688         VM_BUG_ON(from == to);
2689         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2690         /*
2691          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2692          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2693          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2694          * hold it.
2695          */
2696         ret = -EBUSY;
2697         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2698                 goto out;
2699
2700         lock_page_cgroup(pc);
2701
2702         ret = -EINVAL;
2703         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2704                 goto unlock;
2705
2706         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2707
2708         if (!anon && page_mapped(page)) {
2709                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2710                 preempt_disable();
2711                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2712                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2713                 preempt_enable();
2714         }
2715         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2716
2717         /* caller should have done css_get */
2718         pc->mem_cgroup = to;
2719         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2720         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2721         ret = 0;
2722 unlock:
2723         unlock_page_cgroup(pc);
2724         /*
2725          * check events
2726          */
2727         memcg_check_events(to, page);
2728         memcg_check_events(from, page);
2729 out:
2730         return ret;
2731 }
2732
2733 /**
2734  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
2735  * @page: the page to move
2736  * @pc: page_cgroup of the page
2737  * @child: page's cgroup
2738  *
2739  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
2740  * parent (aka use_hierarchy==0).
2741  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
2742  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
2743  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
2744  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
2745  * on the next attempt and the call should be retried later.
2746  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
2747  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
2748  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
2749  * LRU or vanish.
2750  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
2751  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
2752  * disappear in the next attempt.
2753  */
2754 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2755                                   struct page_cgroup *pc,
2756                                   struct mem_cgroup *child)
2757 {
2758         struct mem_cgroup *parent;
2759         unsigned int nr_pages;
2760         unsigned long uninitialized_var(flags);
2761         int ret;
2762
2763         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
2764
2765         ret = -EBUSY;
2766         if (!get_page_unless_zero(page))
2767                 goto out;
2768         if (isolate_lru_page(page))
2769                 goto put;
2770
2771         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2772
2773         parent = parent_mem_cgroup(child);
2774         /*
2775          * If no parent, move charges to root cgroup.
2776          */
2777         if (!parent)
2778                 parent = root_mem_cgroup;
2779
2780         if (nr_pages > 1) {
2781                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2782                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2783         }
2784
2785         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
2786                                 pc, child, parent);
2787         if (!ret)
2788                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
2789
2790         if (nr_pages > 1)
2791                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2792         putback_lru_page(page);
2793 put:
2794         put_page(page);
2795 out:
2796         return ret;
2797 }
2798
2799 /*
2800  * Charge the memory controller for page usage.
2801  * Return
2802  * 0 if the charge was successful
2803  * < 0 if the cgroup is over its limit
2804  */
2805 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2806                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2807 {
2808         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2809         unsigned int nr_pages = 1;
2810         bool oom = true;
2811         int ret;
2812
2813         if (PageTransHuge(page)) {
2814                 nr_pages <<= compound_order(page);
2815                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2816                 /*
2817                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2818                  * fault handler will fall back to regular pages.
2819                  */
2820                 oom = false;
2821         }
2822
2823         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2824         if (ret == -ENOMEM)
2825                 return ret;
2826         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2827         return 0;
2828 }
2829
2830 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2831                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2832 {
2833         if (mem_cgroup_disabled())
2834                 return 0;
2835         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2836         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2837         VM_BUG_ON(!mm);
2838         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2839                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2840 }
2841
2842 /*
2843  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2844  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2845  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2846  * "commit()" or removed by "cancel()"
2847  */
2848 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2849                                           struct page *page,
2850                                           gfp_t mask,
2851                                           struct mem_cgroup **memcgp)
2852 {
2853         struct mem_cgroup *memcg;
2854         struct page_cgroup *pc;
2855         int ret;
2856
2857         pc = lookup_page_cgroup(page);
2858         /*
2859          * Every swap fault against a single page tries to charge the
2860          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
2861          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
2862          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
2863          * in turn serializes uncharging.
2864          */
2865         if (PageCgroupUsed(pc))
2866                 return 0;
2867         if (!do_swap_account)
2868                 goto charge_cur_mm;
2869         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2870         if (!memcg)
2871                 goto charge_cur_mm;
2872         *memcgp = memcg;
2873         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2874         css_put(&memcg->css);
2875         if (ret == -EINTR)
2876                 ret = 0;
2877         return ret;
2878 charge_cur_mm:
2879         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2880         if (ret == -EINTR)
2881                 ret = 0;
2882         return ret;
2883 }
2884
2885 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
2886                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2887 {
2888         *memcgp = NULL;
2889         if (mem_cgroup_disabled())
2890                 return 0;
2891         /*
2892          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
2893          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
2894          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
2895          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
2896          */
2897         if (!PageSwapCache(page)) {
2898                 int ret;
2899
2900                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
2901                 if (ret == -EINTR)
2902                         ret = 0;
2903                 return ret;
2904         }
2905         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
2906 }
2907
2908 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2909 {
2910         if (mem_cgroup_disabled())
2911                 return;
2912         if (!memcg)
2913                 return;
2914         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2915 }
2916
2917 static void
2918 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2919                                         enum charge_type ctype)
2920 {
2921         if (mem_cgroup_disabled())
2922                 return;
2923         if (!memcg)
2924                 return;
2925
2926         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2927         /*
2928          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2929          * counted both as mem and swap....double count.
2930          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2931          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2932          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2933          */
2934         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2935                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2936                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2937         }
2938 }
2939
2940 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2941                                      struct mem_cgroup *memcg)
2942 {
2943         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2944                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2945 }
2946
2947 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2948                                 gfp_t gfp_mask)
2949 {
2950         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2951         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2952         int ret;
2953
2954         if (mem_cgroup_disabled())
2955                 return 0;
2956         if (PageCompound(page))
2957                 return 0;
2958
2959         if (!PageSwapCache(page))
2960                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2961         else { /* page is swapcache/shmem */
2962                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
2963                                                      gfp_mask, &memcg);
2964                 if (!ret)
2965                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2966         }
2967         return ret;
2968 }
2969
2970 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2971                                    unsigned int nr_pages,
2972                                    const enum charge_type ctype)
2973 {
2974         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2975         bool uncharge_memsw = true;
2976
2977         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2978         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2979                 uncharge_memsw = false;
2980
2981         batch = &current->memcg_batch;
2982         /*
2983          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2984          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2985          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2986          */
2987         if (!batch->memcg)
2988                 batch->memcg = memcg;
2989         /*
2990          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2991          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2992          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2993          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2994          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2995          */
2996
2997         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2998                 goto direct_uncharge;
2999
3000         if (nr_pages > 1)
3001                 goto direct_uncharge;
3002
3003         /*
3004          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3005          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3006          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3007          */
3008         if (batch->memcg != memcg)
3009                 goto direct_uncharge;
3010         /* remember freed charge and uncharge it later */
3011         batch->nr_pages++;
3012         if (uncharge_memsw)
3013                 batch->memsw_nr_pages++;
3014         return;
3015 direct_uncharge:
3016         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3017         if (uncharge_memsw)
3018                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3019         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3020                 memcg_oom_recover(memcg);
3021 }
3022
3023 /*
3024  * uncharge if !page_mapped(page)
3025  */
3026 static struct mem_cgroup *
3027 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3028                              bool end_migration)
3029 {
3030         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3031         unsigned int nr_pages = 1;
3032         struct page_cgroup *pc;
3033         bool anon;
3034
3035         if (mem_cgroup_disabled())
3036                 return NULL;
3037
3038         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
3039
3040         if (PageTransHuge(page)) {
3041                 nr_pages <<= compound_order(page);
3042                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3043         }
3044         /*
3045          * Check if our page_cgroup is valid
3046          */
3047         pc = lookup_page_cgroup(page);
3048         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3049                 return NULL;
3050
3051         lock_page_cgroup(pc);
3052
3053         memcg = pc->mem_cgroup;
3054
3055         if (!PageCgroupUsed(pc))
3056                 goto unlock_out;
3057
3058         anon = PageAnon(page);
3059
3060         switch (ctype) {
3061         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3062                 /*
3063                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3064                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3065                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3066                  */
3067                 anon = true;
3068                 /* fallthrough */
3069         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3070                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3071                 if (page_mapped(page))
3072                         goto unlock_out;
3073                 /*
3074                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3075                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3076                  * unused post-migration page and so it has to call
3077                  * here with the migration bit still set.  See the
3078                  * res_counter handling below.
3079                  */
3080                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3081                         goto unlock_out;
3082                 break;
3083         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3084                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3085                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3086                                 goto unlock_out;
3087                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3088                                 goto unlock_out;
3089                 break;
3090         default:
3091                 break;
3092         }
3093
3094         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3095
3096         ClearPageCgroupUsed(pc);
3097         /*
3098          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3099          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3100          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3101          * special functions.
3102          */
3103
3104         unlock_page_cgroup(pc);
3105         /*
3106          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3107          * will never be freed.
3108          */
3109         memcg_check_events(memcg, page);
3110         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3111                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3112                 mem_cgroup_get(memcg);
3113         }
3114         /*
3115          * Migration does not charge the res_counter for the
3116          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3117          * page that is unused after the migration.
3118          */
3119         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
3120                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3121
3122         return memcg;
3123
3124 unlock_out:
3125         unlock_page_cgroup(pc);
3126         return NULL;
3127 }
3128
3129 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3130 {
3131         /* early check. */
3132         if (page_mapped(page))
3133                 return;
3134         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3135         if (PageSwapCache(page))
3136                 return;
3137         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3138 }
3139
3140 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3141 {
3142         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3143         VM_BUG_ON(page->mapping);
3144         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
3145 }
3146
3147 /*
3148  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3149  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3150  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3151  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3152  * This may be called prural(2) times in a context,
3153  */
3154
3155 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3156 {
3157         current->memcg_batch.do_batch++;
3158         /* We can do nest. */
3159         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3160                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3161                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3162                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3163         }
3164 }
3165
3166 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3167 {
3168         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3169
3170         if (!batch->do_batch)
3171                 return;
3172
3173         batch->do_batch--;
3174         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3175                 return;
3176
3177         if (!batch->memcg)
3178                 return;
3179         /*
3180          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3181          * bacause we hide charges behind us.
3182          */
3183         if (batch->nr_pages)
3184                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3185                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3186         if (batch->memsw_nr_pages)
3187                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3188                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3189         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3190         /* forget this pointer (for sanity check) */
3191         batch->memcg = NULL;
3192 }
3193
3194 #ifdef CONFIG_SWAP
3195 /*
3196  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3197  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3198  */
3199 void
3200 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3201 {
3202         struct mem_cgroup *memcg;
3203         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3204
3205         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3206                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3207
3208         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
3209
3210         /*
3211          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3212          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3213          */
3214         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3215                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3216 }
3217 #endif
3218
3219 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3220 /*
3221  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3222  * uncharge "memsw" account.
3223  */
3224 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3225 {
3226         struct mem_cgroup *memcg;
3227         unsigned short id;
3228
3229         if (!do_swap_account)
3230                 return;
3231
3232         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3233         rcu_read_lock();
3234         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3235         if (memcg) {
3236                 /*
3237                  * We uncharge this because swap is freed.
3238                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3239                  */
3240                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3241                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3242                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3243                 mem_cgroup_put(memcg);
3244         }
3245         rcu_read_unlock();
3246 }
3247
3248 /**
3249  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3250  * @entry: swap entry to be moved
3251  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3252  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3253  *
3254  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3255  * as the mem_cgroup's id of @from.
3256  *
3257  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3258  *
3259  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3260  * both res and memsw, and called css_get().
3261  */
3262 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3263                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3264 {
3265         unsigned short old_id, new_id;
3266
3267         old_id = css_id(&from->css);
3268         new_id = css_id(&to->css);
3269
3270         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3271                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3272                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3273                 /*
3274                  * This function is only called from task migration context now.
3275                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3276                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3277                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3278                  * because if the process that has been moved to @to does
3279                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3280                  */
3281                 mem_cgroup_get(to);
3282                 return 0;
3283         }
3284         return -EINVAL;
3285 }
3286 #else
3287 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3288                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3289 {
3290         return -EINVAL;
3291 }
3292 #endif
3293
3294 /*
3295  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3296  * page belongs to.
3297  */
3298 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
3299                                   struct mem_cgroup **memcgp)
3300 {
3301         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3302         unsigned int nr_pages = 1;
3303         struct page_cgroup *pc;
3304         enum charge_type ctype;
3305
3306         *memcgp = NULL;
3307
3308         if (mem_cgroup_disabled())
3309                 return;
3310
3311         if (PageTransHuge(page))
3312                 nr_pages <<= compound_order(page);
3313
3314         pc = lookup_page_cgroup(page);
3315         lock_page_cgroup(pc);
3316         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3317                 memcg = pc->mem_cgroup;
3318                 css_get(&memcg->css);
3319                 /*
3320                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3321                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3322                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3323                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3324                  * until end_migration() is called
3325                  *
3326                  * Corner Case Thinking
3327                  * A)
3328                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3329                  * while migration was ongoing.
3330                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3331                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3332                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3333                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3334                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3335                  *
3336                  * B)
3337                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3338                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3339                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3340                  * without charging it again.
3341                  *
3342                  * C)
3343                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3344                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3345                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3346                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3347                  */
3348                 if (PageAnon(page))
3349                         SetPageCgroupMigration(pc);
3350         }
3351         unlock_page_cgroup(pc);
3352         /*
3353          * If the page is not charged at this point,
3354          * we return here.
3355          */
3356         if (!memcg)
3357                 return;
3358
3359         *memcgp = memcg;
3360         /*
3361          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3362          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3363          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3364          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3365          */
3366         if (PageAnon(page))
3367                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
3368         else
3369                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3370         /*
3371          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
3372          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
3373          * old one and only one page is going to be left afterwards.
3374          */
3375         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
3376 }
3377
3378 /* remove redundant charge if migration failed*/
3379 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3380         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3381 {
3382         struct page *used, *unused;
3383         struct page_cgroup *pc;
3384         bool anon;
3385
3386         if (!memcg)
3387                 return;
3388
3389         if (!migration_ok) {
3390                 used = oldpage;
3391                 unused = newpage;
3392         } else {
3393                 used = newpage;
3394                 unused = oldpage;
3395         }
3396         anon = PageAnon(used);
3397         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3398                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
3399                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
3400                                      true);
3401         css_put(&memcg->css);
3402         /*
3403          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3404          * of the page goes down to zero, temporarly.
3405          * Clear the flag and check the page should be charged.
3406          */
3407         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3408         lock_page_cgroup(pc);
3409         ClearPageCgroupMigration(pc);
3410         unlock_page_cgroup(pc);
3411
3412         /*
3413          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3414          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3415          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3416          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3417          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3418          * check. (see prepare_charge() also)
3419          */
3420         if (anon)
3421                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3422 }
3423
3424 /*
3425  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3426  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3427  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3428  */
3429 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3430                                   struct page *newpage)
3431 {
3432         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3433         struct page_cgroup *pc;
3434         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3435
3436         if (mem_cgroup_disabled())
3437                 return;
3438
3439         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3440         /* fix accounting on old pages */
3441         lock_page_cgroup(pc);
3442         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3443                 memcg = pc->mem_cgroup;
3444                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3445                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3446         }
3447         unlock_page_cgroup(pc);
3448
3449         /*
3450          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3451          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3452          */
3453         if (!memcg)
3454                 return;
3455         /*
3456          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3457          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3458          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3459          */
3460         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3461 }
3462
3463 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3464 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3465 {
3466         struct page_cgroup *pc;
3467
3468         pc = lookup_page_cgroup(page);
3469         /*
3470          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3471          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3472          * or when mem_cgroup_disabled().
3473          */
3474         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3475                 return pc;
3476         return NULL;
3477 }
3478
3479 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3480 {
3481         if (mem_cgroup_disabled())
3482                 return false;
3483
3484         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3485 }
3486
3487 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3488 {
3489         struct page_cgroup *pc;
3490
3491         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3492         if (pc) {
3493                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3494                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3495         }
3496 }
3497 #endif
3498
3499 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3500
3501 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3502                                 unsigned long long val)
3503 {
3504         int retry_count;
3505         u64 memswlimit, memlimit;
3506         int ret = 0;
3507         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3508         u64 curusage, oldusage;
3509         int enlarge;
3510
3511         /*
3512          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3513          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3514          * of # of children which we should visit in this loop.
3515          */
3516         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3517
3518         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3519
3520         enlarge = 0;
3521         while (retry_count) {
3522                 if (signal_pending(current)) {
3523                         ret = -EINTR;
3524                         break;
3525                 }
3526                 /*
3527                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3528                  * open coded manner. You see what this really does.
3529                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3530                  */
3531                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3532                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3533                 if (memswlimit < val) {
3534                         ret = -EINVAL;
3535                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3536                         break;
3537                 }
3538
3539                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3540                 if (memlimit < val)
3541                         enlarge = 1;
3542
3543                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3544                 if (!ret) {
3545                         if (memswlimit == val)
3546                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3547                         else
3548                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3549                 }
3550                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3551
3552                 if (!ret)
3553                         break;
3554
3555                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3556                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3557                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3558                 /* Usage is reduced ? */
3559                 if (curusage >= oldusage)
3560                         retry_count--;
3561                 else
3562                         oldusage = curusage;
3563         }
3564         if (!ret && enlarge)
3565                 memcg_oom_recover(memcg);
3566
3567         return ret;
3568 }
3569
3570 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3571                                         unsigned long long val)
3572 {
3573         int retry_count;
3574         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3575         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3576         int ret = -EBUSY;
3577         int enlarge = 0;
3578
3579         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3580         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3581         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3582         while (retry_count) {
3583                 if (signal_pending(current)) {
3584                         ret = -EINTR;
3585                         break;
3586                 }
3587                 /*
3588                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3589                  * open coded manner. You see what this really does.
3590                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3591                  */
3592                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3593                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3594                 if (memlimit > val) {
3595                         ret = -EINVAL;
3596                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3597                         break;
3598                 }
3599                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3600                 if (memswlimit < val)
3601                         enlarge = 1;
3602                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3603                 if (!ret) {
3604                         if (memlimit == val)
3605                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3606                         else
3607                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3608                 }
3609                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3610
3611                 if (!ret)
3612                         break;
3613
3614                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3615                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3616                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3617                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3618                 /* Usage is reduced ? */
3619                 if (curusage >= oldusage)
3620                         retry_count--;
3621                 else
3622                         oldusage = curusage;
3623         }
3624         if (!ret && enlarge)
3625                 memcg_oom_recover(memcg);
3626         return ret;
3627 }
3628
3629 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3630                                             gfp_t gfp_mask,
3631                                             unsigned long *total_scanned)
3632 {
3633         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3634         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3635         unsigned long reclaimed;
3636         int loop = 0;
3637         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3638         unsigned long long excess;
3639         unsigned long nr_scanned;
3640
3641         if (order > 0)
3642                 return 0;
3643
3644         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3645         /*
3646          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3647          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3648          * pressure
3649          */
3650         do {
3651                 if (next_mz)
3652                         mz = next_mz;
3653                 else
3654                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3655                 if (!mz)
3656                         break;
3657
3658                 nr_scanned = 0;
3659                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3660                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3661                 nr_reclaimed += reclaimed;
3662                 *total_scanned += nr_scanned;
3663                 spin_lock(&mctz->lock);
3664
3665                 /*
3666                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3667                  * it is time to move on to the next cgroup
3668                  */
3669                 next_mz = NULL;
3670                 if (!reclaimed) {
3671                         do {
3672                                 /*
3673                                  * Loop until we find yet another one.
3674                                  *
3675                                  * By the time we get the soft_limit lock
3676                                  * again, someone might have aded the
3677                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3678                                  * make sure we get a different mem.
3679                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3680                                  * NULL if no other cgroup is present on
3681                                  * the tree
3682                                  */
3683                                 next_mz =
3684                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3685                                 if (next_mz == mz)
3686                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3687                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3688                                         break;
3689                         } while (1);
3690                 }
3691                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3692                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3693                 /*
3694                  * One school of thought says that we should not add
3695                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3696                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3697                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3698                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3699                  * term TODO.
3700                  */
3701                 /* If excess == 0, no tree ops */
3702                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3703                 spin_unlock(&mctz->lock);
3704                 css_put(&mz->memcg->css);
3705                 loop++;
3706                 /*
3707                  * Could not reclaim anything and there are no more
3708                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3709                  * reclaiming anything.
3710                  */
3711                 if (!nr_reclaimed &&
3712                         (next_mz == NULL ||
3713                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3714                         break;
3715         } while (!nr_reclaimed);
3716         if (next_mz)
3717                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3718         return nr_reclaimed;
3719 }
3720
3721 /**
3722  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
3723  * @memcg: group to clear
3724  * @node: NUMA node
3725  * @zid: zone id
3726  * @lru: lru to to clear
3727  *
3728  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
3729  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
3730  * group.
3731  */
3732 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3733                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3734 {
3735         struct lruvec *lruvec;
3736         unsigned long flags;
3737         struct list_head *list;
3738         struct page *busy;
3739         struct zone *zone;
3740
3741         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3742         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
3743         list = &lruvec->lists[lru];
3744
3745         busy = NULL;
3746         do {
3747                 struct page_cgroup *pc;
3748                 struct page *page;
3749
3750                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3751                 if (list_empty(list)) {
3752                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3753                         break;
3754                 }
3755                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3756                 if (busy == page) {
3757                         list_move(&page->lru, list);
3758                         busy = NULL;
3759                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3760                         continue;
3761                 }
3762                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3763
3764                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3765
3766                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
3767                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3768                         busy = page;
3769                         cond_resched();
3770                 } else
3771                         busy = NULL;
3772         } while (!list_empty(list));
3773 }
3774
3775 /*
3776  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
3777  * all the charges and pages to the parent.
3778  * This enables deleting this mem_cgroup.
3779  *
3780  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
3781  */
3782 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
3783 {
3784         int node, zid;
3785
3786         do {
3787                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3788                 lru_add_drain_all();
3789                 drain_all_stock_sync(memcg);
3790                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3791                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
3792                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3793                                 enum lru_list lru;
3794                                 for_each_lru(lru) {
3795                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3796                                                         node, zid, lru);
3797                                 }
3798                         }
3799                 }
3800                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3801                 memcg_oom_recover(memcg);
3802                 cond_resched();
3803
3804                 /*
3805                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
3806                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
3807                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
3808                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
3809                  * charge before adding to the LRU.
3810                  */
3811         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0);
3812 }
3813
3814 /*
3815  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3816  * the rest to the parent.
3817  *
3818  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3819  */
3820 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3821 {
3822         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3823         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3824
3825         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3826         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3827                 return -EBUSY;
3828
3829         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3830         lru_add_drain_all();
3831         /* try to free all pages in this cgroup */
3832         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3833                 int progress;
3834
3835                 if (signal_pending(current))
3836                         return -EINTR;
3837
3838                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3839                                                 false);
3840                 if (!progress) {
3841                         nr_retries--;
3842                         /* maybe some writeback is necessary */
3843                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3844                 }
3845
3846         }
3847         lru_add_drain();
3848         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
3849
3850         return 0;
3851 }
3852
3853 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3854 {
3855         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3856         int ret;
3857
3858         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3859                 return -EINVAL;
3860         css_get(&memcg->css);
3861         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
3862         css_put(&memcg->css);
3863
3864         return ret;
3865 }
3866
3867
3868 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3869 {
3870         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3871 }
3872
3873 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3874                                         u64 val)
3875 {
3876         int retval = 0;
3877         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3878         struct cgroup *parent = cont->parent;
3879         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3880
3881         if (parent)
3882                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3883
3884         cgroup_lock();
3885
3886         if (memcg->use_hierarchy == val)
3887                 goto out;
3888
3889         /*
3890          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3891          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3892          * occur, provided the current cgroup has no children.
3893          *
3894          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3895          * set if there are no children.
3896          */
3897         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3898                                 (val == 1 || val == 0)) {
3899                 if (list_empty(&cont->children))
3900                         memcg->use_hierarchy = val;
3901                 else
3902                         retval = -EBUSY;
3903         } else
3904                 retval = -EINVAL;
3905
3906 out:
3907         cgroup_unlock();
3908
3909         return retval;
3910 }
3911
3912
3913 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3914                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3915 {
3916         struct mem_cgroup *iter;
3917         long val = 0;
3918
3919         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3920         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3921                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3922
3923         if (val < 0) /* race ? */
3924                 val = 0;
3925         return val;
3926 }
3927
3928 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3929 {
3930         u64 val;
3931
3932         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3933                 if (!swap)
3934                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3935                 else
3936                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3937         }
3938
3939         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3940         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3941
3942         if (swap)
3943                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3944
3945         return val << PAGE_SHIFT;
3946 }
3947
3948 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3949                                struct file *file, char __user *buf,
3950                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
3951 {
3952         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3953         char str[64];
3954         u64 val;
3955         int type, name, len;
3956
3957         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3958         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3959
3960         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3961                 return -EOPNOTSUPP;
3962
3963         switch (type) {
3964         case _MEM:
3965                 if (name == RES_USAGE)
3966                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3967                 else
3968                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3969                 break;
3970         case _MEMSWAP:
3971                 if (name == RES_USAGE)
3972                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3973                 else
3974                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3975                 break;
3976         default:
3977                 BUG();
3978         }
3979
3980         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
3981         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
3982 }
3983 /*
3984  * The user of this function is...
3985  * RES_LIMIT.
3986  */
3987 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3988                             const char *buffer)
3989 {
3990         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3991         int type, name;
3992         unsigned long long val;
3993         int ret;
3994
3995         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3996         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3997
3998         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3999                 return -EOPNOTSUPP;
4000
4001         switch (name) {
4002         case RES_LIMIT:
4003                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4004                         ret = -EINVAL;
4005                         break;
4006                 }
4007                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
4008                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4009                 if (ret)
4010                         break;
4011                 if (type == _MEM)
4012                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
4013                 else
4014                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
4015                 break;
4016         case RES_SOFT_LIMIT:
4017                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4018                 if (ret)
4019                         break;
4020                 /*
4021                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
4022                  * of semantics, for now, we support soft limits for
4023                  * control without swap
4024                  */
4025                 if (type == _MEM)
4026                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
4027                 else
4028                         ret = -EINVAL;
4029                 break;
4030         default:
4031                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4032                 break;
4033         }
4034         return ret;
4035 }
4036
4037 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4038                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4039 {
4040         struct cgroup *cgroup;
4041         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4042
4043         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4044         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4045         cgroup = memcg->css.cgroup;
4046         if (!memcg->use_hierarchy)
4047                 goto out;
4048
4049         while (cgroup->parent) {
4050                 cgroup = cgroup->parent;
4051                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
4052                 if (!memcg->use_hierarchy)
4053                         break;
4054                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4055                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4056                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4057                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4058         }
4059 out:
4060         *mem_limit = min_limit;
4061         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4062 }
4063
4064 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4065 {
4066         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4067         int type, name;
4068
4069         type = MEMFILE_TYPE(event);
4070         name = MEMFILE_ATTR(event);
4071
4072         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4073                 return -EOPNOTSUPP;
4074
4075         switch (name) {
4076         case RES_MAX_USAGE:
4077                 if (type == _MEM)
4078                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4079                 else
4080                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4081                 break;
4082         case RES_FAILCNT:
4083                 if (type == _MEM)
4084                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4085                 else
4086                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4087                 break;
4088         }
4089
4090         return 0;
4091 }
4092
4093 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4094                                         struct cftype *cft)
4095 {
4096         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4097 }
4098
4099 #ifdef CONFIG_MMU
4100 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4101                                         struct cftype *cft, u64 val)
4102 {
4103         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4104
4105         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4106                 return -EINVAL;
4107         /*
4108          * We check this value several times in both in can_attach() and
4109          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4110          * inconsistent.
4111          */
4112         cgroup_lock();
4113         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4114         cgroup_unlock();
4115
4116         return 0;
4117 }
4118 #else
4119 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4120                                         struct cftype *cft, u64 val)
4121 {
4122         return -ENOSYS;
4123 }
4124 #endif
4125
4126 #ifdef CONFIG_NUMA
4127 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4128                                       struct seq_file *m)
4129 {
4130         int nid;
4131         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4132         unsigned long node_nr;
4133         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4134
4135         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4136         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4137         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4138                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4139                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4140         }
4141         seq_putc(m, '\n');
4142
4143         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4144         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4145         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4146                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4147                                 LRU_ALL_FILE);
4148                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4149         }
4150         seq_putc(m, '\n');
4151
4152         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4153         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4154         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4155                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4156                                 LRU_ALL_ANON);
4157                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4158         }
4159         seq_putc(m, '\n');
4160
4161         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4162         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4163         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4164                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4165                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4166                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4167         }
4168         seq_putc(m, '\n');
4169         return 0;
4170 }
4171 #endif /* CONFIG_NUMA */
4172
4173 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
4174         "inactive_anon",
4175         "active_anon",
4176         "inactive_file",
4177         "active_file",
4178         "unevictable",
4179 };
4180
4181 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
4182 {
4183         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
4184 }
4185
4186 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4187                                  struct seq_file *m)
4188 {
4189         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4190         struct mem_cgroup *mi;
4191         unsigned int i;
4192
4193         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4194                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4195                         continue;
4196                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
4197                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
4198         }
4199
4200         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
4201                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
4202                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
4203
4204         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4205                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4206                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
4207
4208         /* Hierarchical information */
4209         {
4210                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4211                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4212                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
4213                 if (do_swap_account)
4214                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4215                                    memsw_limit);
4216         }
4217
4218         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4219                 long long val = 0;
4220
4221                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4222                         continue;
4223                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4224                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
4225                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
4226         }
4227
4228         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
4229                 unsigned long long val = 0;
4230
4231                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4232                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
4233                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4234                            mem_cgroup_events_names[i], val);
4235         }
4236
4237         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
4238                 unsigned long long val = 0;
4239
4240                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4241                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4242                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4243         }
4244
4245 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4246         {
4247                 int nid, zid;
4248                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4249                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4250                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4251                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4252
4253                 for_each_online_node(nid)
4254                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4255                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4256                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4257
4258                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4259                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4260                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4261                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4262                         }
4263                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4264                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4265                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4266                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4267         }
4268 #endif
4269
4270         return 0;
4271 }
4272
4273 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4274 {
4275         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4276
4277         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4278 }
4279
4280 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4281                                        u64 val)
4282 {
4283         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4284         struct mem_cgroup *parent;
4285
4286         if (val > 100)
4287                 return -EINVAL;
4288
4289         if (cgrp->parent == NULL)
4290                 return -EINVAL;
4291
4292         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4293
4294         cgroup_lock();
4295
4296         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4297         if ((parent->use_hierarchy) ||
4298             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4299                 cgroup_unlock();
4300                 return -EINVAL;
4301         }
4302
4303         memcg->swappiness = val;
4304
4305         cgroup_unlock();
4306
4307         return 0;
4308 }
4309
4310 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4311 {
4312         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4313         u64 usage;
4314         int i;
4315
4316         rcu_read_lock();
4317         if (!swap)
4318                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4319         else
4320                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4321
4322         if (!t)
4323                 goto unlock;
4324
4325         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4326
4327         /*
4328          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4329          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4330          * call of __mem_cgroup_threshold().
4331          */
4332         i = t->current_threshold;
4333
4334         /*
4335          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4336          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4337          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4338          * only one element of the array here.
4339          */
4340         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4341                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4342
4343         /* i = current_threshold + 1 */
4344         i++;
4345
4346         /*
4347          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4348          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4349          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4350          * only one element of the array here.
4351          */
4352         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4353                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4354
4355         /* Update current_threshold */
4356         t->current_threshold = i - 1;
4357 unlock:
4358         rcu_read_unlock();
4359 }
4360
4361 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4362 {
4363         while (memcg) {
4364                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4365                 if (do_swap_account)
4366                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4367
4368                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4369         }
4370 }
4371
4372 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4373 {
4374         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4375         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4376
4377         return _a->threshold - _b->threshold;
4378 }
4379
4380 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4381 {
4382         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4383
4384         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4385                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4386         return 0;
4387 }
4388
4389 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4390 {
4391         struct mem_cgroup *iter;
4392
4393         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4394                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4395 }
4396
4397 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4398         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4399 {
4400         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4401         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4402         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4403         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4404         u64 threshold, usage;
4405         int i, size, ret;
4406
4407         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4408         if (ret)
4409                 return ret;
4410
4411         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4412
4413         if (type == _MEM)
4414                 thresholds = &memcg->thresholds;
4415         else if (type == _MEMSWAP)
4416                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4417         else
4418                 BUG();
4419
4420         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4421
4422         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4423         if (thresholds->primary)
4424                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4425
4426         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4427
4428         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4429         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4430                         GFP_KERNEL);
4431         if (!new) {
4432                 ret = -ENOMEM;
4433                 goto unlock;
4434         }
4435         new->size = size;
4436
4437         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4438         if (thresholds->primary) {
4439                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4440                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4441         }
4442
4443         /* Add new threshold */
4444         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4445         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4446
4447         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4448         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4449                         compare_thresholds, NULL);
4450
4451         /* Find current threshold */
4452         new->current_threshold = -1;
4453         for (i = 0; i < size; i++) {
4454                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4455                         /*
4456                          * new->current_threshold will not be used until
4457                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4458                          * it here.
4459                          */
4460                         ++new->current_threshold;
4461                 } else
4462                         break;
4463         }
4464
4465         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4466         kfree(thresholds->spare);
4467         thresholds->spare = thresholds->primary;
4468
4469         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4470
4471         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4472         synchronize_rcu();
4473
4474 unlock:
4475         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4476
4477         return ret;
4478 }
4479
4480 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4481         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4482 {
4483         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4484         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4485         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4486         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4487         u64 usage;
4488         int i, j, size;
4489
4490         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4491         if (type == _MEM)
4492                 thresholds = &memcg->thresholds;
4493         else if (type == _MEMSWAP)
4494                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4495         else
4496                 BUG();
4497
4498         if (!thresholds->primary)
4499                 goto unlock;
4500
4501         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4502
4503         /* Check if a threshold crossed before removing */
4504         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4505
4506         /* Calculate new number of threshold */
4507         size = 0;
4508         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4509                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4510                         size++;
4511         }
4512
4513         new = thresholds->spare;
4514
4515         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4516         if (!size) {
4517                 kfree(new);
4518                 new = NULL;
4519                 goto swap_buffers;
4520         }
4521
4522         new->size = size;
4523
4524         /* Copy thresholds and find current threshold */
4525         new->current_threshold = -1;
4526         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4527                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4528                         continue;
4529
4530                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4531                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4532                         /*
4533                          * new->current_threshold will not be used
4534                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4535                          * it here.
4536                          */
4537                         ++new->current_threshold;
4538                 }
4539                 j++;
4540         }
4541
4542 swap_buffers:
4543         /* Swap primary and spare array */
4544         thresholds->spare = thresholds->primary;
4545         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4546         if (!new) {
4547                 kfree(thresholds->spare);
4548                 thresholds->spare = NULL;
4549         }
4550
4551         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4552
4553         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4554         synchronize_rcu();
4555 unlock:
4556         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4557 }
4558
4559 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4560         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4561 {
4562         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4563         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4564         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4565
4566         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4567         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4568         if (!event)
4569                 return -ENOMEM;
4570
4571         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4572
4573         event->eventfd = eventfd;
4574         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4575
4576         /* already in OOM ? */
4577         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4578                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4579         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4580
4581         return 0;
4582 }
4583
4584 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4585         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4586 {
4587         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4588         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4589         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4590
4591         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4592
4593         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4594
4595         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4596                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4597                         list_del(&ev->list);
4598                         kfree(ev);
4599                 }
4600         }
4601
4602         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4603 }
4604
4605 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4606         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4607 {
4608         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4609
4610         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4611
4612         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4613                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4614         else
4615                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4616         return 0;
4617 }
4618
4619 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4620         struct cftype *cft, u64 val)
4621 {
4622         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4623         struct mem_cgroup *parent;
4624
4625         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4626         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4627                 return -EINVAL;
4628
4629         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4630
4631         cgroup_lock();
4632         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4633         if ((parent->use_hierarchy) ||
4634             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4635                 cgroup_unlock();
4636                 return -EINVAL;
4637         }
4638         memcg->oom_kill_disable = val;
4639         if (!val)
4640                 memcg_oom_recover(memcg);
4641         cgroup_unlock();
4642         return 0;
4643 }
4644
4645 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4646 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4647 {
4648         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4649 };
4650
4651 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4652 {
4653         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4654 }
4655 #else
4656 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4657 {
4658         return 0;
4659 }
4660
4661 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4662 {
4663 }
4664 #endif
4665
4666 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4667         {
4668                 .name = "usage_in_bytes",
4669                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4670                 .read = mem_cgroup_read,
4671                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4672                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4673         },
4674         {
4675                 .name = "max_usage_in_bytes",
4676                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4677                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4678                 .read = mem_cgroup_read,
4679         },
4680         {
4681                 .name = "limit_in_bytes",
4682                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4683                 .write_string = mem_cgroup_write,
4684                 .read = mem_cgroup_read,
4685         },
4686         {
4687                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4688                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4689                 .write_string = mem_cgroup_write,
4690                 .read = mem_cgroup_read,
4691         },
4692         {
4693                 .name = "failcnt",
4694                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4695                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4696                 .read = mem_cgroup_read,
4697         },
4698         {
4699                 .name = "stat",
4700                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
4701         },
4702         {
4703                 .name = "force_empty",
4704                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4705         },
4706         {
4707                 .name = "use_hierarchy",
4708                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4709                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4710         },
4711         {
4712                 .name = "swappiness",
4713                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4714                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4715         },
4716         {
4717                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4718                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4719                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4720         },
4721         {
4722                 .name = "oom_control",
4723                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4724                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4725                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4726                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4727                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4728         },
4729 #ifdef CONFIG_NUMA
4730         {
4731                 .name = "numa_stat",
4732                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
4733         },
4734 #endif
4735 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4736         {
4737                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4738                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4739                 .read = mem_cgroup_read,
4740                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4741                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4742         },
4743         {
4744                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4745                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4746                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4747                 .read = mem_cgroup_read,
4748         },
4749         {
4750                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4751                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4752                 .write_string = mem_cgroup_write,
4753                 .read = mem_cgroup_read,
4754         },
4755         {
4756                 .name = "memsw.failcnt",
4757                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4758                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4759                 .read = mem_cgroup_read,
4760         },
4761 #endif
4762         { },    /* terminate */
4763 };
4764
4765 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4766 {
4767         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4768         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4769         int zone, tmp = node;
4770         /*
4771          * This routine is called against possible nodes.
4772          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4773          *
4774          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4775          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4776          *       function.
4777          */
4778         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4779                 tmp = -1;
4780         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4781         if (!pn)
4782                 return 1;
4783
4784         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4785                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4786                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4787                 mz->usage_in_excess = 0;
4788                 mz->on_tree = false;
4789                 mz->memcg = memcg;
4790         }
4791         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4792         return 0;
4793 }
4794
4795 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4796 {
4797         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4798 }
4799
4800 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4801 {
4802         struct mem_cgroup *memcg;
4803         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4804
4805         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4806         if (size < PAGE_SIZE)
4807                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4808         else
4809                 memcg = vzalloc(size);
4810
4811         if (!memcg)
4812                 return NULL;
4813
4814         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4815         if (!memcg->stat)
4816                 goto out_free;
4817         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4818         return memcg;
4819
4820 out_free:
4821         if (size < PAGE_SIZE)
4822                 kfree(memcg);
4823         else
4824                 vfree(memcg);
4825         return NULL;
4826 }
4827
4828 /*
4829  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4830  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4831  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4832  */
4833 static void free_work(struct work_struct *work)
4834 {
4835         struct mem_cgroup *memcg;
4836         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4837
4838         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4839         /*
4840          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
4841          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
4842          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
4843          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
4844          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
4845          *
4846          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
4847          * to move this code around, and make sure it is outside
4848          * the cgroup_lock.
4849          */
4850         disarm_sock_keys(memcg);
4851         if (size < PAGE_SIZE)
4852                 kfree(memcg);
4853         else
4854                 vfree(memcg);
4855 }
4856
4857 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4858 {
4859         struct mem_cgroup *memcg;
4860
4861         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4862         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
4863         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4864 }
4865
4866 /*
4867  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4868  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4869  *
4870  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4871  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4872  * it goes down to 0.
4873  *
4874  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4875  */
4876
4877 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4878 {
4879         int node;
4880
4881         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4882         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4883
4884         for_each_node(node)
4885                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4886
4887         free_percpu(memcg->stat);
4888         call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
4889 }
4890
4891 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4892 {
4893         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4894 }
4895
4896 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4897 {
4898         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4899                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4900                 __mem_cgroup_free(memcg);
4901                 if (parent)
4902                         mem_cgroup_put(parent);
4903         }
4904 }
4905
4906 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4907 {
4908         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4909 }
4910
4911 /*
4912  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4913  */
4914 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4915 {
4916         if (!memcg->res.parent)
4917                 return NULL;
4918         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4919 }
4920 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4921
4922 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4923 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4924 {
4925         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4926                 do_swap_account = 1;
4927 }
4928 #else
4929 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4930 {
4931 }
4932 #endif
4933
4934 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4935 {
4936         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4937         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4938         int tmp, node, zone;
4939
4940         for_each_node(node) {
4941                 tmp = node;
4942                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4943                         tmp = -1;
4944                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4945                 if (!rtpn)
4946                         goto err_cleanup;
4947
4948                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4949
4950                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4951                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4952                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4953                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4954                 }
4955         }
4956         return 0;
4957
4958 err_cleanup:
4959         for_each_node(node) {
4960                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4961                         break;
4962                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4963                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4964         }
4965         return 1;
4966
4967 }
4968
4969 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4970 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
4971 {
4972         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4973         long error = -ENOMEM;
4974         int node;
4975
4976         memcg = mem_cgroup_alloc();
4977         if (!memcg)
4978                 return ERR_PTR(error);
4979
4980         for_each_node(node)
4981                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4982                         goto free_out;
4983
4984         /* root ? */
4985         if (cont->parent == NULL) {
4986                 int cpu;
4987                 enable_swap_cgroup();
4988                 parent = NULL;
4989                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4990                         goto free_out;
4991                 root_mem_cgroup = memcg;
4992                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4993                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4994                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4995                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4996                 }
4997                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4998         } else {
4999                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
5000                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5001                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5002         }
5003
5004         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5005                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5006                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5007                 /*
5008                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
5009                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
5010                  * This refcnt will be decremented when freeing this
5011                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
5012                  */
5013                 mem_cgroup_get(parent);
5014         } else {
5015                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5016                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5017                 /*
5018                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5019                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5020                  * unfortunate state in our controller.
5021                  */
5022                 if (parent && parent != root_mem_cgroup)
5023                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
5024         }
5025         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5026         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5027
5028         if (parent)
5029                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5030         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
5031         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5032         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5033         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5034
5035         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
5036         if (error) {
5037                 /*
5038                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
5039                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
5040                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
5041                  */
5042                 mem_cgroup_put(memcg);
5043                 return ERR_PTR(error);
5044         }
5045         return &memcg->css;
5046 free_out:
5047         __mem_cgroup_free(memcg);
5048         return ERR_PTR(error);
5049 }
5050
5051 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
5052 {
5053         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5054
5055         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5056 }
5057
5058 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
5059 {
5060         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5061
5062         kmem_cgroup_destroy(memcg);
5063
5064         mem_cgroup_put(memcg);
5065 }
5066
5067 #ifdef CONFIG_MMU
5068 /* Handlers for move charge at task migration. */
5069 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5070 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5071 {
5072         int ret = 0;
5073         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5074         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5075
5076         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5077                 mc.precharge += count;
5078                 /* we don't need css_get for root */
5079                 return ret;
5080         }
5081         /* try to charge at once */
5082         if (count > 1) {
5083                 struct res_counter *dummy;
5084                 /*
5085                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5086                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5087                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5088                  * css_get().
5089                  */
5090                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5091                         goto one_by_one;
5092                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5093                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5094                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5095                         goto one_by_one;
5096                 }
5097                 mc.precharge += count;
5098                 return ret;
5099         }
5100 one_by_one:
5101         /* fall back to one by one charge */
5102         while (count--) {
5103                 if (signal_pending(current)) {
5104                         ret = -EINTR;
5105                         break;
5106                 }
5107                 if (!batch_count--) {
5108                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5109                         cond_resched();
5110                 }
5111                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5112                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5113                 if (ret)
5114                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5115                         return ret;
5116                 mc.precharge++;
5117         }
5118         return ret;
5119 }
5120
5121 /**
5122  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5123  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5124  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5125  * @ptent: the pte to be checked
5126  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5127  *
5128  * Returns
5129  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5130  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5131  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5132  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5133  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5134  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5135  *     in target->ent.
5136  *
5137  * Called with pte lock held.
5138  */
5139 union mc_target {
5140         struct page     *page;
5141         swp_entry_t     ent;
5142 };
5143
5144 enum mc_target_type {
5145         MC_TARGET_NONE = 0,
5146         MC_TARGET_PAGE,
5147         MC_TARGET_SWAP,
5148 };
5149
5150 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5151                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5152 {
5153         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5154
5155         if (!page || !page_mapped(page))
5156                 return NULL;
5157         if (PageAnon(page)) {
5158                 /* we don't move shared anon */
5159                 if (!move_anon())
5160                         return NULL;
5161         } else if (!move_file())
5162                 /* we ignore mapcount for file pages */
5163                 return NULL;
5164         if (!get_page_unless_zero(page))
5165                 return NULL;
5166
5167         return page;
5168 }
5169
5170 #ifdef CONFIG_SWAP
5171 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5172                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5173 {
5174         struct page *page = NULL;
5175         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5176
5177         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5178                 return NULL;
5179         /*
5180          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5181          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5182          */
5183         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
5184         if (do_swap_account)
5185                 entry->val = ent.val;
5186
5187         return page;
5188 }
5189 #else
5190 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5191                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5192 {
5193         return NULL;
5194 }
5195 #endif
5196
5197 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5198                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5199 {
5200         struct page *page = NULL;
5201         struct address_space *mapping;
5202         pgoff_t pgoff;
5203
5204         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5205                 return NULL;
5206         if (!move_file())
5207                 return NULL;
5208
5209         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5210         if (pte_none(ptent))
5211                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5212         else /* pte_file(ptent) is true */
5213                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5214
5215         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5216         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5217
5218 #ifdef CONFIG_SWAP
5219         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5220         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5221                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5222                 if (do_swap_account)
5223                         *entry = swap;
5224                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5225         }
5226 #endif
5227         return page;
5228 }
5229
5230 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5231                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5232 {
5233         struct page *page = NULL;
5234         struct page_cgroup *pc;
5235         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5236         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5237
5238         if (pte_present(ptent))
5239                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5240         else if (is_swap_pte(ptent))
5241                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5242         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5243                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5244
5245         if (!page && !ent.val)
5246                 return ret;
5247         if (page) {
5248                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5249                 /*
5250                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5251                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5252                  * the lock.
5253                  */
5254                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5255                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5256                         if (target)
5257                                 target->page = page;
5258                 }
5259                 if (!ret || !target)
5260                         put_page(page);
5261         }
5262         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5263         if (ent.val && !ret &&
5264                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5265                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5266                 if (target)
5267                         target->ent = ent;
5268         }
5269         return ret;
5270 }
5271
5272 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5273 /*
5274  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5275  * support them for now.
5276  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5277  */
5278 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5279                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5280 {
5281         struct page *page = NULL;
5282         struct page_cgroup *pc;
5283         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5284
5285         page = pmd_page(pmd);
5286         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5287         if (!move_anon())
5288                 return ret;
5289         pc = lookup_page_cgroup(page);
5290         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5291                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5292                 if (target) {
5293                         get_page(page);
5294                         target->page = page;
5295                 }
5296         }
5297         return ret;
5298 }
5299 #else
5300 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5301                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5302 {
5303         return MC_TARGET_NONE;
5304 }
5305 #endif
5306
5307 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5308                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5309                                         struct mm_walk *walk)
5310 {
5311         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5312         pte_t *pte;
5313         spinlock_t *ptl;
5314
5315         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5316                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5317                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5318                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5319                 return 0;
5320         }
5321
5322         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5323                 return 0;
5324         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5325         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5326                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5327                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5328         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5329         cond_resched();
5330
5331         return 0;
5332 }
5333
5334 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5335 {
5336         unsigned long precharge;
5337         struct vm_area_struct *vma;
5338
5339         down_read(&mm->mmap_sem);
5340         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5341                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5342                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5343                         .mm = mm,
5344                         .private = vma,
5345                 };
5346                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5347                         continue;
5348                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5349                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5350         }
5351         up_read(&mm->mmap_sem);
5352
5353         precharge = mc.precharge;
5354         mc.precharge = 0;
5355
5356         return precharge;
5357 }
5358
5359 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5360 {
5361         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5362
5363         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5364         mc.moving_task = current;
5365         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5366 }
5367
5368 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5369 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5370 {
5371         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5372         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5373
5374         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5375         if (mc.precharge) {
5376                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5377                 mc.precharge = 0;
5378         }
5379         /*
5380          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5381          * we must uncharge here.
5382          */
5383         if (mc.moved_charge) {
5384                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5385                 mc.moved_charge = 0;
5386         }
5387         /* we must fixup refcnts and charges */
5388         if (mc.moved_swap) {
5389                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5390                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5391                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5392                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5393                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5394
5395                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5396                         /*
5397                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5398                          * uncharge to->res.
5399                          */
5400                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5401                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5402                 }
5403                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5404                 mc.moved_swap = 0;
5405         }
5406         memcg_oom_recover(from);
5407         memcg_oom_recover(to);
5408         wake_up_all(&mc.waitq);
5409 }
5410
5411 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5412 {
5413         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5414
5415         /*
5416          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5417          * task migration.
5418          */
5419         mc.moving_task = NULL;
5420         __mem_cgroup_clear_mc();
5421         spin_lock(&mc.lock);
5422         mc.from = NULL;
5423         mc.to = NULL;
5424         spin_unlock(&mc.lock);
5425         mem_cgroup_end_move(from);
5426 }
5427
5428 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5429                                  struct cgroup_taskset *tset)
5430 {
5431         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5432         int ret = 0;
5433         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5434
5435         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5436                 struct mm_struct *mm;
5437                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5438
5439                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5440
5441                 mm = get_task_mm(p);
5442                 if (!mm)
5443                         return 0;
5444                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5445                 if (mm->owner == p) {
5446                         VM_BUG_ON(mc.from);
5447                         VM_BUG_ON(mc.to);
5448                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5449                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5450                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5451                         mem_cgroup_start_move(from);
5452                         spin_lock(&mc.lock);
5453                         mc.from = from;
5454                         mc.to = memcg;
5455                         spin_unlock(&mc.lock);
5456                         /* We set mc.moving_task later */
5457
5458                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5459                         if (ret)
5460                                 mem_cgroup_clear_mc();
5461                 }
5462                 mmput(mm);
5463         }
5464         return ret;
5465 }
5466
5467 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5468                                      struct cgroup_taskset *tset)
5469 {
5470         mem_cgroup_clear_mc();
5471 }
5472
5473 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5474                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5475                                 struct mm_walk *walk)
5476 {
5477         int ret = 0;
5478         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5479         pte_t *pte;
5480         spinlock_t *ptl;
5481         enum mc_target_type target_type;
5482         union mc_target target;
5483         struct page *page;
5484         struct page_cgroup *pc;
5485
5486         /*
5487          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5488          * happens because:
5489          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5490          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5491          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5492          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5493          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5494          *    part of thp split is not executed yet.
5495          */
5496         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5497                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5498                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5499                         return 0;
5500                 }
5501                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5502                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5503                         page = target.page;
5504                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5505                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5506                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5507                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
5508                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5509                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5510                                 }
5511                                 putback_lru_page(page);
5512                         }
5513                         put_page(page);
5514                 }
5515                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5516                 return 0;
5517         }
5518
5519         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5520                 return 0;
5521 retry:
5522         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5523         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5524                 pte_t ptent = *(pte++);
5525                 swp_entry_t ent;
5526
5527                 if (!mc.precharge)
5528                         break;
5529
5530                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5531                 case MC_TARGET_PAGE:
5532                         page = target.page;
5533                         if (isolate_lru_page(page))
5534                                 goto put;
5535                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5536                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5537                                                      mc.from, mc.to)) {
5538                                 mc.precharge--;
5539                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5540                                 mc.moved_charge++;
5541                         }
5542                         putback_lru_page(page);
5543 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5544                         put_page(page);
5545                         break;
5546                 case MC_TARGET_SWAP:
5547                         ent = target.ent;
5548                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5549                                 mc.precharge--;
5550                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5551                                 mc.moved_swap++;
5552                         }
5553                         break;
5554                 default:
5555                         break;
5556                 }
5557         }
5558         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5559         cond_resched();
5560
5561         if (addr != end) {
5562                 /*
5563                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5564                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5565                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5566                  * phase.
5567                  */
5568                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5569                 if (!ret)
5570                         goto retry;
5571         }
5572
5573         return ret;
5574 }
5575
5576 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5577 {
5578         struct vm_area_struct *vma;
5579
5580         lru_add_drain_all();
5581 retry:
5582         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5583                 /*
5584                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5585                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5586                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5587                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5588                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5589                  */
5590                 __mem_cgroup_clear_mc();
5591                 cond_resched();
5592                 goto retry;
5593         }
5594         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5595                 int ret;
5596                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5597                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5598                         .mm = mm,
5599                         .private = vma,
5600                 };
5601                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5602                         continue;
5603                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5604                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5605                 if (ret)
5606                         /*
5607                          * means we have consumed all precharges and failed in
5608                          * doing additional charge. Just abandon here.
5609                          */
5610                         break;
5611         }
5612         up_read(&mm->mmap_sem);
5613 }
5614
5615 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5616                                  struct cgroup_taskset *tset)
5617 {
5618         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5619         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5620
5621         if (mm) {
5622                 if (mc.to)
5623                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5624                 mmput(mm);
5625         }
5626         if (mc.to)
5627                 mem_cgroup_clear_mc();
5628 }
5629 #else   /* !CONFIG_MMU */
5630 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5631                                  struct cgroup_taskset *tset)
5632 {
5633         return 0;
5634 }
5635 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5636                                      struct cgroup_taskset *tset)
5637 {
5638 }
5639 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5640                                  struct cgroup_taskset *tset)
5641 {
5642 }
5643 #endif
5644
5645 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5646         .name = "memory",
5647         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5648         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5649         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5650         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5651         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5652         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5653         .attach = mem_cgroup_move_task,
5654         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
5655         .early_init = 0,
5656         .use_id = 1,
5657 };
5658
5659 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5660 static int __init enable_swap_account(char *s)
5661 {
5662         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5663         if (!strcmp(s, "1"))
5664                 really_do_swap_account = 1;
5665         else if (!strcmp(s, "0"))
5666                 really_do_swap_account = 0;
5667         return 1;
5668 }
5669 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5670
5671 #endif