memcg: change defines to an enum
[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 enum res_type {
392         _MEM,
393         _MEMSWAP,
394         _OOM_TYPE,
395 };
396
397 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
398 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
399 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
400 /* Used for OOM nofiier */
401 #define OOM_CONTROL             (0)
402
403 /*
404  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
405  */
406 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
407 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
408 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
409 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
410
411 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
412 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
413
414 static inline
415 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
416 {
417         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
418 }
419
420 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
421 {
422         return (memcg == root_mem_cgroup);
423 }
424
425 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
426 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
427
428 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
429 {
430         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
431                 struct mem_cgroup *memcg;
432                 struct cg_proto *cg_proto;
433
434                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
435
436                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
437                  * filled. It won't however, necessarily happen from
438                  * process context. So the test for root memcg given
439                  * the current task's memcg won't help us in this case.
440                  *
441                  * Respecting the original socket's memcg is a better
442                  * decision in this case.
443                  */
444                 if (sk->sk_cgrp) {
445                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
446                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
447                         return;
448                 }
449
450                 rcu_read_lock();
451                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
452                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
453                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
454                         mem_cgroup_get(memcg);
455                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
456                 }
457                 rcu_read_unlock();
458         }
459 }
460 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
461
462 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
463 {
464         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
465                 struct mem_cgroup *memcg;
466                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
467                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
468                 mem_cgroup_put(memcg);
469         }
470 }
471
472 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
473 {
474         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
475                 return NULL;
476
477         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
478 }
479 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
480
481 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
482 {
483         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
484                 return;
485         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
486 }
487 #else
488 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
489 {
490 }
491 #endif
492
493 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
494
495 static struct mem_cgroup_per_zone *
496 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
497 {
498         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
499 }
500
501 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
502 {
503         return &memcg->css;
504 }
505
506 static struct mem_cgroup_per_zone *
507 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
508 {
509         int nid = page_to_nid(page);
510         int zid = page_zonenum(page);
511
512         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
513 }
514
515 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
516 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
517 {
518         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
519 }
520
521 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
522 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
523 {
524         int nid = page_to_nid(page);
525         int zid = page_zonenum(page);
526
527         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
528 }
529
530 static void
531 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
532                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
533                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
534                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
535 {
536         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
537         struct rb_node *parent = NULL;
538         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
539
540         if (mz->on_tree)
541                 return;
542
543         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
544         if (!mz->usage_in_excess)
545                 return;
546         while (*p) {
547                 parent = *p;
548                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
549                                         tree_node);
550                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
551                         p = &(*p)->rb_left;
552                 /*
553                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
554                  * limit by the same amount
555                  */
556                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
557                         p = &(*p)->rb_right;
558         }
559         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
560         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
561         mz->on_tree = true;
562 }
563
564 static void
565 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
566                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
567                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
568 {
569         if (!mz->on_tree)
570                 return;
571         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
572         mz->on_tree = false;
573 }
574
575 static void
576 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
577                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
578                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
579 {
580         spin_lock(&mctz->lock);
581         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
582         spin_unlock(&mctz->lock);
583 }
584
585
586 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
587 {
588         unsigned long long excess;
589         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
590         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
591         int nid = page_to_nid(page);
592         int zid = page_zonenum(page);
593         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
594
595         /*
596          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
597          * because their event counter is not touched.
598          */
599         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
600                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
601                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
602                 /*
603                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
604                  * mem is over its softlimit.
605                  */
606                 if (excess || mz->on_tree) {
607                         spin_lock(&mctz->lock);
608                         /* if on-tree, remove it */
609                         if (mz->on_tree)
610                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
611                         /*
612                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
613                          * If excess is 0, no tree ops.
614                          */
615                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
616                         spin_unlock(&mctz->lock);
617                 }
618         }
619 }
620
621 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
622 {
623         int node, zone;
624         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
625         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
626
627         for_each_node(node) {
628                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
629                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
630                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
631                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
632                 }
633         }
634 }
635
636 static struct mem_cgroup_per_zone *
637 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
638 {
639         struct rb_node *rightmost = NULL;
640         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
641
642 retry:
643         mz = NULL;
644         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
645         if (!rightmost)
646                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
647
648         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
649         /*
650          * Remove the node now but someone else can add it back,
651          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
652          * position in the tree.
653          */
654         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
655         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
656                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
657                 goto retry;
658 done:
659         return mz;
660 }
661
662 static struct mem_cgroup_per_zone *
663 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
664 {
665         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
666
667         spin_lock(&mctz->lock);
668         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
669         spin_unlock(&mctz->lock);
670         return mz;
671 }
672
673 /*
674  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
675  *
676  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
677  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
678  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
679  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
680  *
681  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
682  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
683  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
684  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
685  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
686  *
687  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
688  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
689  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
690  * implemented.
691  */
692 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
693                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
694 {
695         long val = 0;
696         int cpu;
697
698         get_online_cpus();
699         for_each_online_cpu(cpu)
700                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
701 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
702         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
703         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
704         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
705 #endif
706         put_online_cpus();
707         return val;
708 }
709
710 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
711                                          bool charge)
712 {
713         int val = (charge) ? 1 : -1;
714         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
715 }
716
717 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
718                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
719 {
720         unsigned long val = 0;
721         int cpu;
722
723         for_each_online_cpu(cpu)
724                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
725 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
726         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
727         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
728         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
729 #endif
730         return val;
731 }
732
733 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
734                                          bool anon, int nr_pages)
735 {
736         preempt_disable();
737
738         /*
739          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
740          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
741          */
742         if (anon)
743                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
744                                 nr_pages);
745         else
746                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
747                                 nr_pages);
748
749         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
750         if (nr_pages > 0)
751                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
752         else {
753                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
754                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
755         }
756
757         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
758
759         preempt_enable();
760 }
761
762 unsigned long
763 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
764 {
765         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
766
767         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
768         return mz->lru_size[lru];
769 }
770
771 static unsigned long
772 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
773                         unsigned int lru_mask)
774 {
775         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
776         enum lru_list lru;
777         unsigned long ret = 0;
778
779         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
780
781         for_each_lru(lru) {
782                 if (BIT(lru) & lru_mask)
783                         ret += mz->lru_size[lru];
784         }
785         return ret;
786 }
787
788 static unsigned long
789 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
790                         int nid, unsigned int lru_mask)
791 {
792         u64 total = 0;
793         int zid;
794
795         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
796                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
797                                                 nid, zid, lru_mask);
798
799         return total;
800 }
801
802 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
803                         unsigned int lru_mask)
804 {
805         int nid;
806         u64 total = 0;
807
808         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
809                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
810         return total;
811 }
812
813 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
814                                        enum mem_cgroup_events_target target)
815 {
816         unsigned long val, next;
817
818         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
819         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
820         /* from time_after() in jiffies.h */
821         if ((long)next - (long)val < 0) {
822                 switch (target) {
823                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
824                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
825                         break;
826                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
827                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
828                         break;
829                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
830                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
831                         break;
832                 default:
833                         break;
834                 }
835                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
836                 return true;
837         }
838         return false;
839 }
840
841 /*
842  * Check events in order.
843  *
844  */
845 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
846 {
847         preempt_disable();
848         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
849         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
850                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
851                 bool do_softlimit;
852                 bool do_numainfo __maybe_unused;
853
854                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
855                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
856 #if MAX_NUMNODES > 1
857                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
858                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
859 #endif
860                 preempt_enable();
861
862                 mem_cgroup_threshold(memcg);
863                 if (unlikely(do_softlimit))
864                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
865 #if MAX_NUMNODES > 1
866                 if (unlikely(do_numainfo))
867                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
868 #endif
869         } else
870                 preempt_enable();
871 }
872
873 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
874 {
875         return mem_cgroup_from_css(
876                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
877 }
878
879 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
880 {
881         /*
882          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
883          * if it races with swapoff, page migration, etc.
884          * So this can be called with p == NULL.
885          */
886         if (unlikely(!p))
887                 return NULL;
888
889         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
890 }
891
892 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
893 {
894         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
895
896         if (!mm)
897                 return NULL;
898         /*
899          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
900          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
901          * pessimistic (rather than adding locks here).
902          */
903         rcu_read_lock();
904         do {
905                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
906                 if (unlikely(!memcg))
907                         break;
908         } while (!css_tryget(&memcg->css));
909         rcu_read_unlock();
910         return memcg;
911 }
912
913 /**
914  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
915  * @root: hierarchy root
916  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
917  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
918  *
919  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
920  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
921  *
922  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
923  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
924  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
925  *
926  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
927  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
928  * reclaimers operating on the same zone and priority.
929  */
930 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
931                                    struct mem_cgroup *prev,
932                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
933 {
934         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
935         int id = 0;
936
937         if (mem_cgroup_disabled())
938                 return NULL;
939
940         if (!root)
941                 root = root_mem_cgroup;
942
943         if (prev && !reclaim)
944                 id = css_id(&prev->css);
945
946         if (prev && prev != root)
947                 css_put(&prev->css);
948
949         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
950                 if (prev)
951                         return NULL;
952                 return root;
953         }
954
955         while (!memcg) {
956                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
957                 struct cgroup_subsys_state *css;
958
959                 if (reclaim) {
960                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
961                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
962                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
963
964                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
965                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
966                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
967                                 return NULL;
968                         id = iter->position;
969                 }
970
971                 rcu_read_lock();
972                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
973                 if (css) {
974                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
975                                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
976                 } else
977                         id = 0;
978                 rcu_read_unlock();
979
980                 if (reclaim) {
981                         iter->position = id;
982                         if (!css)
983                                 iter->generation++;
984                         else if (!prev && memcg)
985                                 reclaim->generation = iter->generation;
986                 }
987
988                 if (prev && !css)
989                         return NULL;
990         }
991         return memcg;
992 }
993
994 /**
995  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
996  * @root: hierarchy root
997  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
998  */
999 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1000                            struct mem_cgroup *prev)
1001 {
1002         if (!root)
1003                 root = root_mem_cgroup;
1004         if (prev && prev != root)
1005                 css_put(&prev->css);
1006 }
1007
1008 /*
1009  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1010  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1011  * be used for reference counting.
1012  */
1013 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1014         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1015              iter != NULL;                              \
1016              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1017
1018 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1019         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1020              iter != NULL;                              \
1021              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1022
1023 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1024 {
1025         struct mem_cgroup *memcg;
1026
1027         rcu_read_lock();
1028         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1029         if (unlikely(!memcg))
1030                 goto out;
1031
1032         switch (idx) {
1033         case PGFAULT:
1034                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1035                 break;
1036         case PGMAJFAULT:
1037                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1038                 break;
1039         default:
1040                 BUG();
1041         }
1042 out:
1043         rcu_read_unlock();
1044 }
1045 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1046
1047 /**
1048  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1049  * @zone: zone of the wanted lruvec
1050  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1051  *
1052  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1053  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1054  * is disabled.
1055  */
1056 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1057                                       struct mem_cgroup *memcg)
1058 {
1059         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1060         struct lruvec *lruvec;
1061
1062         if (mem_cgroup_disabled()) {
1063                 lruvec = &zone->lruvec;
1064                 goto out;
1065         }
1066
1067         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1068         lruvec = &mz->lruvec;
1069 out:
1070         /*
1071          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1072          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1073          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1074          */
1075         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1076                 lruvec->zone = zone;
1077         return lruvec;
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1082  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1083  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1084  *
1085  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1086  * 1. charge
1087  * 2. moving account
1088  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1089  * It is added to LRU before charge.
1090  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1091  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1092  */
1093
1094 /**
1095  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1096  * @page: the page
1097  * @zone: zone of the page
1098  */
1099 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1100 {
1101         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1102         struct mem_cgroup *memcg;
1103         struct page_cgroup *pc;
1104         struct lruvec *lruvec;
1105
1106         if (mem_cgroup_disabled()) {
1107                 lruvec = &zone->lruvec;
1108                 goto out;
1109         }
1110
1111         pc = lookup_page_cgroup(page);
1112         memcg = pc->mem_cgroup;
1113
1114         /*
1115          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1116          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1117          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1118          *
1119          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1120          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1121          * of pc->mem_cgroup safe.
1122          */
1123         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1124                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1125
1126         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1127         lruvec = &mz->lruvec;
1128 out:
1129         /*
1130          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1131          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1132          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1133          */
1134         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1135                 lruvec->zone = zone;
1136         return lruvec;
1137 }
1138
1139 /**
1140  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1141  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1142  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1143  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1144  *
1145  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1146  * lru list.
1147  */
1148 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1149                                 int nr_pages)
1150 {
1151         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1152         unsigned long *lru_size;
1153
1154         if (mem_cgroup_disabled())
1155                 return;
1156
1157         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1158         lru_size = mz->lru_size + lru;
1159         *lru_size += nr_pages;
1160         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1161 }
1162
1163 /*
1164  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1165  * hierarchy subtree
1166  */
1167 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1168                                   struct mem_cgroup *memcg)
1169 {
1170         if (root_memcg == memcg)
1171                 return true;
1172         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1173                 return false;
1174         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1175 }
1176
1177 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1178                                        struct mem_cgroup *memcg)
1179 {
1180         bool ret;
1181
1182         rcu_read_lock();
1183         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1184         rcu_read_unlock();
1185         return ret;
1186 }
1187
1188 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1189 {
1190         int ret;
1191         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1192         struct task_struct *p;
1193
1194         p = find_lock_task_mm(task);
1195         if (p) {
1196                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1197                 task_unlock(p);
1198         } else {
1199                 /*
1200                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1201                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1202                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1203                  */
1204                 task_lock(task);
1205                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1206                 if (curr)
1207                         css_get(&curr->css);
1208                 task_unlock(task);
1209         }
1210         if (!curr)
1211                 return 0;
1212         /*
1213          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1214          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1215          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1216          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1217          */
1218         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1219         css_put(&curr->css);
1220         return ret;
1221 }
1222
1223 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1224 {
1225         unsigned long inactive_ratio;
1226         unsigned long inactive;
1227         unsigned long active;
1228         unsigned long gb;
1229
1230         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1231         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1232
1233         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1234         if (gb)
1235                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1236         else
1237                 inactive_ratio = 1;
1238
1239         return inactive * inactive_ratio < active;
1240 }
1241
1242 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1243 {
1244         unsigned long active;
1245         unsigned long inactive;
1246
1247         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1248         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1249
1250         return (active > inactive);
1251 }
1252
1253 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1254         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1255
1256 /**
1257  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1258  * @memcg: the memory cgroup
1259  *
1260  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1261  * pages.
1262  */
1263 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1264 {
1265         unsigned long long margin;
1266
1267         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1268         if (do_swap_account)
1269                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1270         return margin >> PAGE_SHIFT;
1271 }
1272
1273 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1274 {
1275         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1276
1277         /* root ? */
1278         if (cgrp->parent == NULL)
1279                 return vm_swappiness;
1280
1281         return memcg->swappiness;
1282 }
1283
1284 /*
1285  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1286  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1287  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1288  * rcu_read_lock(), like this:
1289  *
1290  *         CPU-A                                    CPU-B
1291  *                                              rcu_read_lock()
1292  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1293  *                                                   take heavy locks.
1294  *         synchronize_rcu()                    update something.
1295  *                                              rcu_read_unlock()
1296  *         start move here.
1297  */
1298
1299 /* for quick checking without looking up memcg */
1300 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1301
1302 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1303 {
1304         atomic_inc(&memcg_moving);
1305         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1306         synchronize_rcu();
1307 }
1308
1309 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1310 {
1311         /*
1312          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1313          * We check NULL in callee rather than caller.
1314          */
1315         if (memcg) {
1316                 atomic_dec(&memcg_moving);
1317                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1318         }
1319 }
1320
1321 /*
1322  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1323  *
1324  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1325  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1326  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1327  *
1328  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1329  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1330  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1331  */
1332
1333 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1334 {
1335         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1336         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1337 }
1338
1339 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1340 {
1341         struct mem_cgroup *from;
1342         struct mem_cgroup *to;
1343         bool ret = false;
1344         /*
1345          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1346          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1347          */
1348         spin_lock(&mc.lock);
1349         from = mc.from;
1350         to = mc.to;
1351         if (!from)
1352                 goto unlock;
1353
1354         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1355                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1356 unlock:
1357         spin_unlock(&mc.lock);
1358         return ret;
1359 }
1360
1361 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1362 {
1363         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1364                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1365                         DEFINE_WAIT(wait);
1366                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1367                         /* moving charge context might have finished. */
1368                         if (mc.moving_task)
1369                                 schedule();
1370                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1371                         return true;
1372                 }
1373         }
1374         return false;
1375 }
1376
1377 /*
1378  * Take this lock when
1379  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1380  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1381  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1382  */
1383 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1384                                   unsigned long *flags)
1385 {
1386         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1387 }
1388
1389 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1390                                 unsigned long *flags)
1391 {
1392         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1393 }
1394
1395 /**
1396  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1397  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1398  * @p: Task that is going to be killed
1399  *
1400  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1401  * enabled
1402  */
1403 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1404 {
1405         struct cgroup *task_cgrp;
1406         struct cgroup *mem_cgrp;
1407         /*
1408          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1409          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1410          * If this assumption is broken, revisit this code.
1411          */
1412         static char memcg_name[PATH_MAX];
1413         int ret;
1414
1415         if (!memcg || !p)
1416                 return;
1417
1418         rcu_read_lock();
1419
1420         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1421         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1422
1423         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1424         if (ret < 0) {
1425                 /*
1426                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1427                  * But we'll still print out the usage information
1428                  */
1429                 rcu_read_unlock();
1430                 goto done;
1431         }
1432         rcu_read_unlock();
1433
1434         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1435
1436         rcu_read_lock();
1437         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1438         if (ret < 0) {
1439                 rcu_read_unlock();
1440                 goto done;
1441         }
1442         rcu_read_unlock();
1443
1444         /*
1445          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1446          */
1447         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1448 done:
1449
1450         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1451                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1452                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1453                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1454         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1455                 "failcnt %llu\n",
1456                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1457                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1458                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1459 }
1460
1461 /*
1462  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1463  * 1(self count) if no children.
1464  */
1465 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1466 {
1467         int num = 0;
1468         struct mem_cgroup *iter;
1469
1470         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1471                 num++;
1472         return num;
1473 }
1474
1475 /*
1476  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1477  */
1478 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1479 {
1480         u64 limit;
1481
1482         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1483
1484         /*
1485          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1486          */
1487         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1488                 u64 memsw;
1489
1490                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1491                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1492
1493                 /*
1494                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1495                  * available to this memcg, return that limit.
1496                  */
1497                 limit = min(limit, memsw);
1498         }
1499
1500         return limit;
1501 }
1502
1503 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1504                                      int order)
1505 {
1506         struct mem_cgroup *iter;
1507         unsigned long chosen_points = 0;
1508         unsigned long totalpages;
1509         unsigned int points = 0;
1510         struct task_struct *chosen = NULL;
1511
1512         /*
1513          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1514          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1515          * its memory.
1516          */
1517         if (fatal_signal_pending(current)) {
1518                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1519                 return;
1520         }
1521
1522         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1523         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1524         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1525                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1526                 struct cgroup_iter it;
1527                 struct task_struct *task;
1528
1529                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1530                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1531                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1532                                                         false)) {
1533                         case OOM_SCAN_SELECT:
1534                                 if (chosen)
1535                                         put_task_struct(chosen);
1536                                 chosen = task;
1537                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1538                                 get_task_struct(chosen);
1539                                 /* fall through */
1540                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1541                                 continue;
1542                         case OOM_SCAN_ABORT:
1543                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1544                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1545                                 if (chosen)
1546                                         put_task_struct(chosen);
1547                                 return;
1548                         case OOM_SCAN_OK:
1549                                 break;
1550                         };
1551                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1552                         if (points > chosen_points) {
1553                                 if (chosen)
1554                                         put_task_struct(chosen);
1555                                 chosen = task;
1556                                 chosen_points = points;
1557                                 get_task_struct(chosen);
1558                         }
1559                 }
1560                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1561         }
1562
1563         if (!chosen)
1564                 return;
1565         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1566         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1567                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1568 }
1569
1570 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1571                                         gfp_t gfp_mask,
1572                                         unsigned long flags)
1573 {
1574         unsigned long total = 0;
1575         bool noswap = false;
1576         int loop;
1577
1578         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1579                 noswap = true;
1580         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1581                 noswap = true;
1582
1583         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1584                 if (loop)
1585                         drain_all_stock_async(memcg);
1586                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1587                 /*
1588                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1589                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1590                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1591                  */
1592                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1593                         break;
1594                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1595                         break;
1596                 /*
1597                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1598                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1599                  */
1600                 if (loop && !total)
1601                         break;
1602         }
1603         return total;
1604 }
1605
1606 /**
1607  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1608  * @memcg: the target memcg
1609  * @nid: the node ID to be checked.
1610  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1611  *
1612  * This function returns whether the specified memcg contains any
1613  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1614  * pages in the node.
1615  */
1616 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1617                 int nid, bool noswap)
1618 {
1619         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1620                 return true;
1621         if (noswap || !total_swap_pages)
1622                 return false;
1623         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1624                 return true;
1625         return false;
1626
1627 }
1628 #if MAX_NUMNODES > 1
1629
1630 /*
1631  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1632  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1633  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1634  *
1635  */
1636 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1637 {
1638         int nid;
1639         /*
1640          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1641          * pagein/pageout changes since the last update.
1642          */
1643         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1644                 return;
1645         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1646                 return;
1647
1648         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1649         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1650
1651         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1652
1653                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1654                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1655         }
1656
1657         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1658         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1659 }
1660
1661 /*
1662  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1663  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1664  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1665  *
1666  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1667  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1668  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1669  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1670  *
1671  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1672  */
1673 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1674 {
1675         int node;
1676
1677         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1678         node = memcg->last_scanned_node;
1679
1680         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1681         if (node == MAX_NUMNODES)
1682                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1683         /*
1684          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1685          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1686          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1687          * we use curret node.
1688          */
1689         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1690                 node = numa_node_id();
1691
1692         memcg->last_scanned_node = node;
1693         return node;
1694 }
1695
1696 /*
1697  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1698  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1699  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1700  * enough new information. We need to do double check.
1701  */
1702 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1703 {
1704         int nid;
1705
1706         /*
1707          * quick check...making use of scan_node.
1708          * We can skip unused nodes.
1709          */
1710         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1711                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1712                      nid < MAX_NUMNODES;
1713                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1714
1715                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1716                                 return true;
1717                 }
1718         }
1719         /*
1720          * Check rest of nodes.
1721          */
1722         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1723                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1724                         continue;
1725                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1726                         return true;
1727         }
1728         return false;
1729 }
1730
1731 #else
1732 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1733 {
1734         return 0;
1735 }
1736
1737 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1738 {
1739         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1740 }
1741 #endif
1742
1743 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1744                                    struct zone *zone,
1745                                    gfp_t gfp_mask,
1746                                    unsigned long *total_scanned)
1747 {
1748         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1749         int total = 0;
1750         int loop = 0;
1751         unsigned long excess;
1752         unsigned long nr_scanned;
1753         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1754                 .zone = zone,
1755                 .priority = 0,
1756         };
1757
1758         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1759
1760         while (1) {
1761                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1762                 if (!victim) {
1763                         loop++;
1764                         if (loop >= 2) {
1765                                 /*
1766                                  * If we have not been able to reclaim
1767                                  * anything, it might because there are
1768                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1769                                  */
1770                                 if (!total)
1771                                         break;
1772                                 /*
1773                                  * We want to do more targeted reclaim.
1774                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1775                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1776                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1777                                  */
1778                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1779                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1780                                         break;
1781                         }
1782                         continue;
1783                 }
1784                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1785                         continue;
1786                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1787                                                      zone, &nr_scanned);
1788                 *total_scanned += nr_scanned;
1789                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1790                         break;
1791         }
1792         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1793         return total;
1794 }
1795
1796 /*
1797  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1798  * If someone is running, return false.
1799  * Has to be called with memcg_oom_lock
1800  */
1801 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1802 {
1803         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1804
1805         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1806                 if (iter->oom_lock) {
1807                         /*
1808                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1809                          * so we cannot give a lock.
1810                          */
1811                         failed = iter;
1812                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1813                         break;
1814                 } else
1815                         iter->oom_lock = true;
1816         }
1817
1818         if (!failed)
1819                 return true;
1820
1821         /*
1822          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1823          * what we set up to the failing subtree
1824          */
1825         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1826                 if (iter == failed) {
1827                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1828                         break;
1829                 }
1830                 iter->oom_lock = false;
1831         }
1832         return false;
1833 }
1834
1835 /*
1836  * Has to be called with memcg_oom_lock
1837  */
1838 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1839 {
1840         struct mem_cgroup *iter;
1841
1842         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1843                 iter->oom_lock = false;
1844         return 0;
1845 }
1846
1847 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1848 {
1849         struct mem_cgroup *iter;
1850
1851         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1852                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1853 }
1854
1855 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1856 {
1857         struct mem_cgroup *iter;
1858
1859         /*
1860          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1861          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1862          * atomic_add_unless() here.
1863          */
1864         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1865                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1866 }
1867
1868 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1869 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1870
1871 struct oom_wait_info {
1872         struct mem_cgroup *memcg;
1873         wait_queue_t    wait;
1874 };
1875
1876 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1877         unsigned mode, int sync, void *arg)
1878 {
1879         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1880         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1881         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1882
1883         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1884         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1885
1886         /*
1887          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1888          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1889          */
1890         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1891                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1892                 return 0;
1893         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1894 }
1895
1896 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1897 {
1898         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1899         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1900 }
1901
1902 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1903 {
1904         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1905                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1906 }
1907
1908 /*
1909  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1910  */
1911 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1912                                   int order)
1913 {
1914         struct oom_wait_info owait;
1915         bool locked, need_to_kill;
1916
1917         owait.memcg = memcg;
1918         owait.wait.flags = 0;
1919         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1920         owait.wait.private = current;
1921         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1922         need_to_kill = true;
1923         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1924
1925         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1926         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1927         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1928         /*
1929          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1930          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1931          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1932          */
1933         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1934         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1935                 need_to_kill = false;
1936         if (locked)
1937                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1938         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1939
1940         if (need_to_kill) {
1941                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1942                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1943         } else {
1944                 schedule();
1945                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1946         }
1947         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1948         if (locked)
1949                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1950         memcg_wakeup_oom(memcg);
1951         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1952
1953         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1954
1955         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1956                 return false;
1957         /* Give chance to dying process */
1958         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1959         return true;
1960 }
1961
1962 /*
1963  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1964  * generalized to update other statistics as well.
1965  *
1966  * Notes: Race condition
1967  *
1968  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1969  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1970  * to do so _always_.
1971  *
1972  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1973  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1974  * are no race with "charge".
1975  *
1976  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1977  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1978  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1979  * by flags.
1980  *
1981  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1982  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1983  * If there is, we take a lock.
1984  */
1985
1986 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1987                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1988 {
1989         struct mem_cgroup *memcg;
1990         struct page_cgroup *pc;
1991
1992         pc = lookup_page_cgroup(page);
1993 again:
1994         memcg = pc->mem_cgroup;
1995         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1996                 return;
1997         /*
1998          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1999          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2000          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2001          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2002          */
2003         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2004                 return;
2005
2006         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2007         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2008                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2009                 goto again;
2010         }
2011         *locked = true;
2012 }
2013
2014 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2015 {
2016         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2017
2018         /*
2019          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2020          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2021          * should take move_lock_mem_cgroup().
2022          */
2023         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2024 }
2025
2026 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2027                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2028 {
2029         struct mem_cgroup *memcg;
2030         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2031         unsigned long uninitialized_var(flags);
2032
2033         if (mem_cgroup_disabled())
2034                 return;
2035
2036         memcg = pc->mem_cgroup;
2037         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2038                 return;
2039
2040         switch (idx) {
2041         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2042                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2043                 break;
2044         default:
2045                 BUG();
2046         }
2047
2048         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2049 }
2050
2051 /*
2052  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2053  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2054  */
2055 #define CHARGE_BATCH    32U
2056 struct memcg_stock_pcp {
2057         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2058         unsigned int nr_pages;
2059         struct work_struct work;
2060         unsigned long flags;
2061 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2062 };
2063 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2064 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2065
2066 /**
2067  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2068  * @memcg: memcg to consume from.
2069  * @nr_pages: how many pages to charge.
2070  *
2071  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2072  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2073  * service an allocation will refill the stock.
2074  *
2075  * returns true if successful, false otherwise.
2076  */
2077 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2078 {
2079         struct memcg_stock_pcp *stock;
2080         bool ret = true;
2081
2082         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2083                 return false;
2084
2085         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2086         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2087                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2088         else /* need to call res_counter_charge */
2089                 ret = false;
2090         put_cpu_var(memcg_stock);
2091         return ret;
2092 }
2093
2094 /*
2095  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2096  */
2097 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2098 {
2099         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2100
2101         if (stock->nr_pages) {
2102                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2103
2104                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2105                 if (do_swap_account)
2106                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2107                 stock->nr_pages = 0;
2108         }
2109         stock->cached = NULL;
2110 }
2111
2112 /*
2113  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2114  * a thread which is pinned to local cpu.
2115  */
2116 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2117 {
2118         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2119         drain_stock(stock);
2120         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2121 }
2122
2123 /*
2124  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2125  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2126  */
2127 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2128 {
2129         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2130
2131         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2132                 drain_stock(stock);
2133                 stock->cached = memcg;
2134         }
2135         stock->nr_pages += nr_pages;
2136         put_cpu_var(memcg_stock);
2137 }
2138
2139 /*
2140  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2141  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2142  * until the work is done.
2143  */
2144 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2145 {
2146         int cpu, curcpu;
2147
2148         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2149         get_online_cpus();
2150         curcpu = get_cpu();
2151         for_each_online_cpu(cpu) {
2152                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2153                 struct mem_cgroup *memcg;
2154
2155                 memcg = stock->cached;
2156                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2157                         continue;
2158                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2159                         continue;
2160                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2161                         if (cpu == curcpu)
2162                                 drain_local_stock(&stock->work);
2163                         else
2164                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2165                 }
2166         }
2167         put_cpu();
2168
2169         if (!sync)
2170                 goto out;
2171
2172         for_each_online_cpu(cpu) {
2173                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2174                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2175                         flush_work(&stock->work);
2176         }
2177 out:
2178         put_online_cpus();
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2183  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2184  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2185  * it.
2186  */
2187 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2188 {
2189         /*
2190          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2191          */
2192         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2193                 return;
2194         drain_all_stock(root_memcg, false);
2195         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2196 }
2197
2198 /* This is a synchronous drain interface. */
2199 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2200 {
2201         /* called when force_empty is called */
2202         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2203         drain_all_stock(root_memcg, true);
2204         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2205 }
2206
2207 /*
2208  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2209  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2210  */
2211 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2212 {
2213         int i;
2214
2215         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2216         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2217                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2218
2219                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2220                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2221         }
2222         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2223                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2224
2225                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2226                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2227         }
2228         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2229 }
2230
2231 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2232                                         unsigned long action,
2233                                         void *hcpu)
2234 {
2235         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2236         struct memcg_stock_pcp *stock;
2237         struct mem_cgroup *iter;
2238
2239         if (action == CPU_ONLINE)
2240                 return NOTIFY_OK;
2241
2242         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2243                 return NOTIFY_OK;
2244
2245         for_each_mem_cgroup(iter)
2246                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2247
2248         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2249         drain_stock(stock);
2250         return NOTIFY_OK;
2251 }
2252
2253
2254 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2255 enum {
2256         CHARGE_OK,              /* success */
2257         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2258         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2259         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2260         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2261 };
2262
2263 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2264                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2265                                 bool oom_check)
2266 {
2267         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2268         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2269         struct res_counter *fail_res;
2270         unsigned long flags = 0;
2271         int ret;
2272
2273         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2274
2275         if (likely(!ret)) {
2276                 if (!do_swap_account)
2277                         return CHARGE_OK;
2278                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2279                 if (likely(!ret))
2280                         return CHARGE_OK;
2281
2282                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2283                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2284                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2285         } else
2286                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2287         /*
2288          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2289          * single page instead.
2290          */
2291         if (nr_pages > min_pages)
2292                 return CHARGE_RETRY;
2293
2294         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2295                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2296
2297         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2298                 return CHARGE_NOMEM;
2299
2300         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2301         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2302                 return CHARGE_RETRY;
2303         /*
2304          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2305          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2306          * before killing the task.
2307          *
2308          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2309          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2310          * to regular pages anyway in case of failure.
2311          */
2312         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2313                 return CHARGE_RETRY;
2314
2315         /*
2316          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2317          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2318          */
2319         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2320                 return CHARGE_RETRY;
2321
2322         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2323         if (!oom_check)
2324                 return CHARGE_NOMEM;
2325         /* check OOM */
2326         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2327                 return CHARGE_OOM_DIE;
2328
2329         return CHARGE_RETRY;
2330 }
2331
2332 /*
2333  * __mem_cgroup_try_charge() does
2334  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2335  * 2. update res_counter
2336  * 3. call memory reclaim if necessary.
2337  *
2338  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2339  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2340  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2341  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2342  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2343  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2344  *
2345  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2346  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2347  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2348  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2349  *
2350  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2351  * the oom-killer can be invoked.
2352  */
2353 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2354                                    gfp_t gfp_mask,
2355                                    unsigned int nr_pages,
2356                                    struct mem_cgroup **ptr,
2357                                    bool oom)
2358 {
2359         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2360         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2361         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2362         int ret;
2363
2364         /*
2365          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2366          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2367          * MEMDIE process.
2368          */
2369         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2370                      || fatal_signal_pending(current)))
2371                 goto bypass;
2372
2373         /*
2374          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2375          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2376          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2377          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2378          */
2379         if (!*ptr && !mm)
2380                 *ptr = root_mem_cgroup;
2381 again:
2382         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2383                 memcg = *ptr;
2384                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2385                         goto done;
2386                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2387                         goto done;
2388                 css_get(&memcg->css);
2389         } else {
2390                 struct task_struct *p;
2391
2392                 rcu_read_lock();
2393                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2394                 /*
2395                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2396                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2397                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2398                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2399                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2400                  * small race, here.
2401                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2402                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2403                  */
2404                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2405                 if (!memcg)
2406                         memcg = root_mem_cgroup;
2407                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2408                         rcu_read_unlock();
2409                         goto done;
2410                 }
2411                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2412                         /*
2413                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2414                          * But considering how consume_stok works, it's not
2415                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2416                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2417                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2418                          * calling consume_stock().
2419                          */
2420                         rcu_read_unlock();
2421                         goto done;
2422                 }
2423                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2424                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2425                         rcu_read_unlock();
2426                         goto again;
2427                 }
2428                 rcu_read_unlock();
2429         }
2430
2431         do {
2432                 bool oom_check;
2433
2434                 /* If killed, bypass charge */
2435                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2436                         css_put(&memcg->css);
2437                         goto bypass;
2438                 }
2439
2440                 oom_check = false;
2441                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2442                         oom_check = true;
2443                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2444                 }
2445
2446                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2447                     oom_check);
2448                 switch (ret) {
2449                 case CHARGE_OK:
2450                         break;
2451                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2452                         batch = nr_pages;
2453                         css_put(&memcg->css);
2454                         memcg = NULL;
2455                         goto again;
2456                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2457                         css_put(&memcg->css);
2458                         goto nomem;
2459                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2460                         if (!oom) {
2461                                 css_put(&memcg->css);
2462                                 goto nomem;
2463                         }
2464                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2465                         nr_oom_retries--;
2466                         break;
2467                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2468                         css_put(&memcg->css);
2469                         goto bypass;
2470                 }
2471         } while (ret != CHARGE_OK);
2472
2473         if (batch > nr_pages)
2474                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2475         css_put(&memcg->css);
2476 done:
2477         *ptr = memcg;
2478         return 0;
2479 nomem:
2480         *ptr = NULL;
2481         return -ENOMEM;
2482 bypass:
2483         *ptr = root_mem_cgroup;
2484         return -EINTR;
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2489  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2490  * gotten by try_charge().
2491  */
2492 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2493                                        unsigned int nr_pages)
2494 {
2495         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2496                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2497
2498                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2499                 if (do_swap_account)
2500                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2501         }
2502 }
2503
2504 /*
2505  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2506  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2507  */
2508 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2509                                         unsigned int nr_pages)
2510 {
2511         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2512
2513         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2514                 return;
2515
2516         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2517         if (do_swap_account)
2518                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2519                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2520 }
2521
2522 /*
2523  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2524  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2525  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2526  * called against removed memcg.)
2527  */
2528 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2529 {
2530         struct cgroup_subsys_state *css;
2531
2532         /* ID 0 is unused ID */
2533         if (!id)
2534                 return NULL;
2535         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2536         if (!css)
2537                 return NULL;
2538         return mem_cgroup_from_css(css);
2539 }
2540
2541 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2542 {
2543         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2544         struct page_cgroup *pc;
2545         unsigned short id;
2546         swp_entry_t ent;
2547
2548         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2549
2550         pc = lookup_page_cgroup(page);
2551         lock_page_cgroup(pc);
2552         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2553                 memcg = pc->mem_cgroup;
2554                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2555                         memcg = NULL;
2556         } else if (PageSwapCache(page)) {
2557                 ent.val = page_private(page);
2558                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2559                 rcu_read_lock();
2560                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2561                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2562                         memcg = NULL;
2563                 rcu_read_unlock();
2564         }
2565         unlock_page_cgroup(pc);
2566         return memcg;
2567 }
2568
2569 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2570                                        struct page *page,
2571                                        unsigned int nr_pages,
2572                                        enum charge_type ctype,
2573                                        bool lrucare)
2574 {
2575         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2576         struct zone *uninitialized_var(zone);
2577         struct lruvec *lruvec;
2578         bool was_on_lru = false;
2579         bool anon;
2580
2581         lock_page_cgroup(pc);
2582         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2583         /*
2584          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2585          * accessed by any other context at this point.
2586          */
2587
2588         /*
2589          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2590          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2591          */
2592         if (lrucare) {
2593                 zone = page_zone(page);
2594                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2595                 if (PageLRU(page)) {
2596                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2597                         ClearPageLRU(page);
2598                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2599                         was_on_lru = true;
2600                 }
2601         }
2602
2603         pc->mem_cgroup = memcg;
2604         /*
2605          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2606          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2607          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2608          * before USED bit, we need memory barrier here.
2609          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2610          */
2611         smp_wmb();
2612         SetPageCgroupUsed(pc);
2613
2614         if (lrucare) {
2615                 if (was_on_lru) {
2616                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2617                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2618                         SetPageLRU(page);
2619                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2620                 }
2621                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2622         }
2623
2624         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2625                 anon = true;
2626         else
2627                 anon = false;
2628
2629         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2630         unlock_page_cgroup(pc);
2631
2632         /*
2633          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2634          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2635          * if they exceeds softlimit.
2636          */
2637         memcg_check_events(memcg, page);
2638 }
2639
2640 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2641
2642 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
2643 /*
2644  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2645  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2646  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2647  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2648  */
2649 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2650 {
2651         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2652         struct page_cgroup *pc;
2653         int i;
2654
2655         if (mem_cgroup_disabled())
2656                 return;
2657         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2658                 pc = head_pc + i;
2659                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2660                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2661                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2662         }
2663 }
2664 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2665
2666 /**
2667  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2668  * @page: the page
2669  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2670  * @pc: page_cgroup of the page.
2671  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2672  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2673  *
2674  * The caller must confirm following.
2675  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2676  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2677  *
2678  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
2679  * from old cgroup.
2680  */
2681 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2682                                    unsigned int nr_pages,
2683                                    struct page_cgroup *pc,
2684                                    struct mem_cgroup *from,
2685                                    struct mem_cgroup *to)
2686 {
2687         unsigned long flags;
2688         int ret;
2689         bool anon = PageAnon(page);
2690
2691         VM_BUG_ON(from == to);
2692         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2693         /*
2694          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2695          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2696          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2697          * hold it.
2698          */
2699         ret = -EBUSY;
2700         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2701                 goto out;
2702
2703         lock_page_cgroup(pc);
2704
2705         ret = -EINVAL;
2706         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2707                 goto unlock;
2708
2709         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2710
2711         if (!anon && page_mapped(page)) {
2712                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2713                 preempt_disable();
2714                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2715                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2716                 preempt_enable();
2717         }
2718         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2719
2720         /* caller should have done css_get */
2721         pc->mem_cgroup = to;
2722         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2723         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2724         ret = 0;
2725 unlock:
2726         unlock_page_cgroup(pc);
2727         /*
2728          * check events
2729          */
2730         memcg_check_events(to, page);
2731         memcg_check_events(from, page);
2732 out:
2733         return ret;
2734 }
2735
2736 /**
2737  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
2738  * @page: the page to move
2739  * @pc: page_cgroup of the page
2740  * @child: page's cgroup
2741  *
2742  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
2743  * parent (aka use_hierarchy==0).
2744  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
2745  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
2746  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
2747  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
2748  * on the next attempt and the call should be retried later.
2749  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
2750  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
2751  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
2752  * LRU or vanish.
2753  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
2754  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
2755  * disappear in the next attempt.
2756  */
2757 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2758                                   struct page_cgroup *pc,
2759                                   struct mem_cgroup *child)
2760 {
2761         struct mem_cgroup *parent;
2762         unsigned int nr_pages;
2763         unsigned long uninitialized_var(flags);
2764         int ret;
2765
2766         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
2767
2768         ret = -EBUSY;
2769         if (!get_page_unless_zero(page))
2770                 goto out;
2771         if (isolate_lru_page(page))
2772                 goto put;
2773
2774         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2775
2776         parent = parent_mem_cgroup(child);
2777         /*
2778          * If no parent, move charges to root cgroup.
2779          */
2780         if (!parent)
2781                 parent = root_mem_cgroup;
2782
2783         if (nr_pages > 1) {
2784                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2785                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2786         }
2787
2788         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
2789                                 pc, child, parent);
2790         if (!ret)
2791                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
2792
2793         if (nr_pages > 1)
2794                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2795         putback_lru_page(page);
2796 put:
2797         put_page(page);
2798 out:
2799         return ret;
2800 }
2801
2802 /*
2803  * Charge the memory controller for page usage.
2804  * Return
2805  * 0 if the charge was successful
2806  * < 0 if the cgroup is over its limit
2807  */
2808 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2809                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2810 {
2811         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2812         unsigned int nr_pages = 1;
2813         bool oom = true;
2814         int ret;
2815
2816         if (PageTransHuge(page)) {
2817                 nr_pages <<= compound_order(page);
2818                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2819                 /*
2820                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2821                  * fault handler will fall back to regular pages.
2822                  */
2823                 oom = false;
2824         }
2825
2826         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2827         if (ret == -ENOMEM)
2828                 return ret;
2829         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2830         return 0;
2831 }
2832
2833 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2834                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2835 {
2836         if (mem_cgroup_disabled())
2837                 return 0;
2838         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2839         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2840         VM_BUG_ON(!mm);
2841         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2842                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2843 }
2844
2845 /*
2846  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2847  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2848  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2849  * "commit()" or removed by "cancel()"
2850  */
2851 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2852                                           struct page *page,
2853                                           gfp_t mask,
2854                                           struct mem_cgroup **memcgp)
2855 {
2856         struct mem_cgroup *memcg;
2857         struct page_cgroup *pc;
2858         int ret;
2859
2860         pc = lookup_page_cgroup(page);
2861         /*
2862          * Every swap fault against a single page tries to charge the
2863          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
2864          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
2865          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
2866          * in turn serializes uncharging.
2867          */
2868         if (PageCgroupUsed(pc))
2869                 return 0;
2870         if (!do_swap_account)
2871                 goto charge_cur_mm;
2872         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2873         if (!memcg)
2874                 goto charge_cur_mm;
2875         *memcgp = memcg;
2876         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2877         css_put(&memcg->css);
2878         if (ret == -EINTR)
2879                 ret = 0;
2880         return ret;
2881 charge_cur_mm:
2882         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2883         if (ret == -EINTR)
2884                 ret = 0;
2885         return ret;
2886 }
2887
2888 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
2889                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2890 {
2891         *memcgp = NULL;
2892         if (mem_cgroup_disabled())
2893                 return 0;
2894         /*
2895          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
2896          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
2897          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
2898          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
2899          */
2900         if (!PageSwapCache(page)) {
2901                 int ret;
2902
2903                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
2904                 if (ret == -EINTR)
2905                         ret = 0;
2906                 return ret;
2907         }
2908         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
2909 }
2910
2911 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2912 {
2913         if (mem_cgroup_disabled())
2914                 return;
2915         if (!memcg)
2916                 return;
2917         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2918 }
2919
2920 static void
2921 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2922                                         enum charge_type ctype)
2923 {
2924         if (mem_cgroup_disabled())
2925                 return;
2926         if (!memcg)
2927                 return;
2928
2929         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2930         /*
2931          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2932          * counted both as mem and swap....double count.
2933          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2934          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2935          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2936          */
2937         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2938                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2939                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2940         }
2941 }
2942
2943 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2944                                      struct mem_cgroup *memcg)
2945 {
2946         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2947                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2948 }
2949
2950 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2951                                 gfp_t gfp_mask)
2952 {
2953         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2954         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2955         int ret;
2956
2957         if (mem_cgroup_disabled())
2958                 return 0;
2959         if (PageCompound(page))
2960                 return 0;
2961
2962         if (!PageSwapCache(page))
2963                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2964         else { /* page is swapcache/shmem */
2965                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
2966                                                      gfp_mask, &memcg);
2967                 if (!ret)
2968                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2969         }
2970         return ret;
2971 }
2972
2973 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2974                                    unsigned int nr_pages,
2975                                    const enum charge_type ctype)
2976 {
2977         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2978         bool uncharge_memsw = true;
2979
2980         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2981         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2982                 uncharge_memsw = false;
2983
2984         batch = &current->memcg_batch;
2985         /*
2986          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2987          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2988          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2989          */
2990         if (!batch->memcg)
2991                 batch->memcg = memcg;
2992         /*
2993          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2994          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2995          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2996          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2997          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2998          */
2999
3000         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3001                 goto direct_uncharge;
3002
3003         if (nr_pages > 1)
3004                 goto direct_uncharge;
3005
3006         /*
3007          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3008          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3009          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3010          */
3011         if (batch->memcg != memcg)
3012                 goto direct_uncharge;
3013         /* remember freed charge and uncharge it later */
3014         batch->nr_pages++;
3015         if (uncharge_memsw)
3016                 batch->memsw_nr_pages++;
3017         return;
3018 direct_uncharge:
3019         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3020         if (uncharge_memsw)
3021                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3022         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3023                 memcg_oom_recover(memcg);
3024 }
3025
3026 /*
3027  * uncharge if !page_mapped(page)
3028  */
3029 static struct mem_cgroup *
3030 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3031                              bool end_migration)
3032 {
3033         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3034         unsigned int nr_pages = 1;
3035         struct page_cgroup *pc;
3036         bool anon;
3037
3038         if (mem_cgroup_disabled())
3039                 return NULL;
3040
3041         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
3042
3043         if (PageTransHuge(page)) {
3044                 nr_pages <<= compound_order(page);
3045                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3046         }
3047         /*
3048          * Check if our page_cgroup is valid
3049          */
3050         pc = lookup_page_cgroup(page);
3051         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3052                 return NULL;
3053
3054         lock_page_cgroup(pc);
3055
3056         memcg = pc->mem_cgroup;
3057
3058         if (!PageCgroupUsed(pc))
3059                 goto unlock_out;
3060
3061         anon = PageAnon(page);
3062
3063         switch (ctype) {
3064         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3065                 /*
3066                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3067                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3068                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3069                  */
3070                 anon = true;
3071                 /* fallthrough */
3072         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3073                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3074                 if (page_mapped(page))
3075                         goto unlock_out;
3076                 /*
3077                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3078                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3079                  * unused post-migration page and so it has to call
3080                  * here with the migration bit still set.  See the
3081                  * res_counter handling below.
3082                  */
3083                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3084                         goto unlock_out;
3085                 break;
3086         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3087                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3088                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3089                                 goto unlock_out;
3090                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3091                                 goto unlock_out;
3092                 break;
3093         default:
3094                 break;
3095         }
3096
3097         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3098
3099         ClearPageCgroupUsed(pc);
3100         /*
3101          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3102          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3103          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3104          * special functions.
3105          */
3106
3107         unlock_page_cgroup(pc);
3108         /*
3109          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3110          * will never be freed.
3111          */
3112         memcg_check_events(memcg, page);
3113         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3114                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3115                 mem_cgroup_get(memcg);
3116         }
3117         /*
3118          * Migration does not charge the res_counter for the
3119          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3120          * page that is unused after the migration.
3121          */
3122         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
3123                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3124
3125         return memcg;
3126
3127 unlock_out:
3128         unlock_page_cgroup(pc);
3129         return NULL;
3130 }
3131
3132 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3133 {
3134         /* early check. */
3135         if (page_mapped(page))
3136                 return;
3137         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3138         if (PageSwapCache(page))
3139                 return;
3140         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3141 }
3142
3143 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3144 {
3145         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3146         VM_BUG_ON(page->mapping);
3147         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
3148 }
3149
3150 /*
3151  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3152  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3153  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3154  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3155  * This may be called prural(2) times in a context,
3156  */
3157
3158 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3159 {
3160         current->memcg_batch.do_batch++;
3161         /* We can do nest. */
3162         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3163                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3164                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3165                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3166         }
3167 }
3168
3169 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3170 {
3171         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3172
3173         if (!batch->do_batch)
3174                 return;
3175
3176         batch->do_batch--;
3177         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3178                 return;
3179
3180         if (!batch->memcg)
3181                 return;
3182         /*
3183          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3184          * bacause we hide charges behind us.
3185          */
3186         if (batch->nr_pages)
3187                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3188                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3189         if (batch->memsw_nr_pages)
3190                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3191                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3192         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3193         /* forget this pointer (for sanity check) */
3194         batch->memcg = NULL;
3195 }
3196
3197 #ifdef CONFIG_SWAP
3198 /*
3199  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3200  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3201  */
3202 void
3203 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3204 {
3205         struct mem_cgroup *memcg;
3206         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3207
3208         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3209                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3210
3211         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
3212
3213         /*
3214          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3215          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3216          */
3217         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3218                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3219 }
3220 #endif
3221
3222 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3223 /*
3224  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3225  * uncharge "memsw" account.
3226  */
3227 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3228 {
3229         struct mem_cgroup *memcg;
3230         unsigned short id;
3231
3232         if (!do_swap_account)
3233                 return;
3234
3235         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3236         rcu_read_lock();
3237         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3238         if (memcg) {
3239                 /*
3240                  * We uncharge this because swap is freed.
3241                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3242                  */
3243                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3244                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3245                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3246                 mem_cgroup_put(memcg);
3247         }
3248         rcu_read_unlock();
3249 }
3250
3251 /**
3252  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3253  * @entry: swap entry to be moved
3254  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3255  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3256  *
3257  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3258  * as the mem_cgroup's id of @from.
3259  *
3260  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3261  *
3262  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3263  * both res and memsw, and called css_get().
3264  */
3265 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3266                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3267 {
3268         unsigned short old_id, new_id;
3269
3270         old_id = css_id(&from->css);
3271         new_id = css_id(&to->css);
3272
3273         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3274                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3275                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3276                 /*
3277                  * This function is only called from task migration context now.
3278                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3279                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3280                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3281                  * because if the process that has been moved to @to does
3282                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3283                  */
3284                 mem_cgroup_get(to);
3285                 return 0;
3286         }
3287         return -EINVAL;
3288 }
3289 #else
3290 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3291                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3292 {
3293         return -EINVAL;
3294 }
3295 #endif
3296
3297 /*
3298  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3299  * page belongs to.
3300  */
3301 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
3302                                   struct mem_cgroup **memcgp)
3303 {
3304         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3305         unsigned int nr_pages = 1;
3306         struct page_cgroup *pc;
3307         enum charge_type ctype;
3308
3309         *memcgp = NULL;
3310
3311         if (mem_cgroup_disabled())
3312                 return;
3313
3314         if (PageTransHuge(page))
3315                 nr_pages <<= compound_order(page);
3316
3317         pc = lookup_page_cgroup(page);
3318         lock_page_cgroup(pc);
3319         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3320                 memcg = pc->mem_cgroup;
3321                 css_get(&memcg->css);
3322                 /*
3323                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3324                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3325                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3326                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3327                  * until end_migration() is called
3328                  *
3329                  * Corner Case Thinking
3330                  * A)
3331                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3332                  * while migration was ongoing.
3333                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3334                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3335                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3336                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3337                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3338                  *
3339                  * B)
3340                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3341                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3342                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3343                  * without charging it again.
3344                  *
3345                  * C)
3346                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3347                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3348                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3349                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3350                  */
3351                 if (PageAnon(page))
3352                         SetPageCgroupMigration(pc);
3353         }
3354         unlock_page_cgroup(pc);
3355         /*
3356          * If the page is not charged at this point,
3357          * we return here.
3358          */
3359         if (!memcg)
3360                 return;
3361
3362         *memcgp = memcg;
3363         /*
3364          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3365          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3366          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3367          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3368          */
3369         if (PageAnon(page))
3370                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
3371         else
3372                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3373         /*
3374          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
3375          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
3376          * old one and only one page is going to be left afterwards.
3377          */
3378         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
3379 }
3380
3381 /* remove redundant charge if migration failed*/
3382 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3383         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3384 {
3385         struct page *used, *unused;
3386         struct page_cgroup *pc;
3387         bool anon;
3388
3389         if (!memcg)
3390                 return;
3391
3392         if (!migration_ok) {
3393                 used = oldpage;
3394                 unused = newpage;
3395         } else {
3396                 used = newpage;
3397                 unused = oldpage;
3398         }
3399         anon = PageAnon(used);
3400         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3401                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
3402                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
3403                                      true);
3404         css_put(&memcg->css);
3405         /*
3406          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3407          * of the page goes down to zero, temporarly.
3408          * Clear the flag and check the page should be charged.
3409          */
3410         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3411         lock_page_cgroup(pc);
3412         ClearPageCgroupMigration(pc);
3413         unlock_page_cgroup(pc);
3414
3415         /*
3416          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3417          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3418          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3419          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3420          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3421          * check. (see prepare_charge() also)
3422          */
3423         if (anon)
3424                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3425 }
3426
3427 /*
3428  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3429  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3430  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3431  */
3432 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3433                                   struct page *newpage)
3434 {
3435         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3436         struct page_cgroup *pc;
3437         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3438
3439         if (mem_cgroup_disabled())
3440                 return;
3441
3442         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3443         /* fix accounting on old pages */
3444         lock_page_cgroup(pc);
3445         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3446                 memcg = pc->mem_cgroup;
3447                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3448                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3449         }
3450         unlock_page_cgroup(pc);
3451
3452         /*
3453          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3454          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3455          */
3456         if (!memcg)
3457                 return;
3458         /*
3459          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3460          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3461          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3462          */
3463         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3464 }
3465
3466 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3467 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3468 {
3469         struct page_cgroup *pc;
3470
3471         pc = lookup_page_cgroup(page);
3472         /*
3473          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3474          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3475          * or when mem_cgroup_disabled().
3476          */
3477         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3478                 return pc;
3479         return NULL;
3480 }
3481
3482 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3483 {
3484         if (mem_cgroup_disabled())
3485                 return false;
3486
3487         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3488 }
3489
3490 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3491 {
3492         struct page_cgroup *pc;
3493
3494         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3495         if (pc) {
3496                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3497                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3498         }
3499 }
3500 #endif
3501
3502 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3503
3504 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3505                                 unsigned long long val)
3506 {
3507         int retry_count;
3508         u64 memswlimit, memlimit;
3509         int ret = 0;
3510         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3511         u64 curusage, oldusage;
3512         int enlarge;
3513
3514         /*
3515          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3516          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3517          * of # of children which we should visit in this loop.
3518          */
3519         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3520
3521         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3522
3523         enlarge = 0;
3524         while (retry_count) {
3525                 if (signal_pending(current)) {
3526                         ret = -EINTR;
3527                         break;
3528                 }
3529                 /*
3530                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3531                  * open coded manner. You see what this really does.
3532                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3533                  */
3534                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3535                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3536                 if (memswlimit < val) {
3537                         ret = -EINVAL;
3538                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3539                         break;
3540                 }
3541
3542                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3543                 if (memlimit < val)
3544                         enlarge = 1;
3545
3546                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3547                 if (!ret) {
3548                         if (memswlimit == val)
3549                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3550                         else
3551                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3552                 }
3553                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3554
3555                 if (!ret)
3556                         break;
3557
3558                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3559                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3560                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3561                 /* Usage is reduced ? */
3562                 if (curusage >= oldusage)
3563                         retry_count--;
3564                 else
3565                         oldusage = curusage;
3566         }
3567         if (!ret && enlarge)
3568                 memcg_oom_recover(memcg);
3569
3570         return ret;
3571 }
3572
3573 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3574                                         unsigned long long val)
3575 {
3576         int retry_count;
3577         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3578         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3579         int ret = -EBUSY;
3580         int enlarge = 0;
3581
3582         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3583         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3584         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3585         while (retry_count) {
3586                 if (signal_pending(current)) {
3587                         ret = -EINTR;
3588                         break;
3589                 }
3590                 /*
3591                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3592                  * open coded manner. You see what this really does.
3593                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3594                  */
3595                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3596                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3597                 if (memlimit > val) {
3598                         ret = -EINVAL;
3599                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3600                         break;
3601                 }
3602                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3603                 if (memswlimit < val)
3604                         enlarge = 1;
3605                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3606                 if (!ret) {
3607                         if (memlimit == val)
3608                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3609                         else
3610                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3611                 }
3612                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3613
3614                 if (!ret)
3615                         break;
3616
3617                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3618                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3619                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3620                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3621                 /* Usage is reduced ? */
3622                 if (curusage >= oldusage)
3623                         retry_count--;
3624                 else
3625                         oldusage = curusage;
3626         }
3627         if (!ret && enlarge)
3628                 memcg_oom_recover(memcg);
3629         return ret;
3630 }
3631
3632 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3633                                             gfp_t gfp_mask,
3634                                             unsigned long *total_scanned)
3635 {
3636         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3637         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3638         unsigned long reclaimed;
3639         int loop = 0;
3640         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3641         unsigned long long excess;
3642         unsigned long nr_scanned;
3643
3644         if (order > 0)
3645                 return 0;
3646
3647         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3648         /*
3649          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3650          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3651          * pressure
3652          */
3653         do {
3654                 if (next_mz)
3655                         mz = next_mz;
3656                 else
3657                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3658                 if (!mz)
3659                         break;
3660
3661                 nr_scanned = 0;
3662                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3663                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3664                 nr_reclaimed += reclaimed;
3665                 *total_scanned += nr_scanned;
3666                 spin_lock(&mctz->lock);
3667
3668                 /*
3669                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3670                  * it is time to move on to the next cgroup
3671                  */
3672                 next_mz = NULL;
3673                 if (!reclaimed) {
3674                         do {
3675                                 /*
3676                                  * Loop until we find yet another one.
3677                                  *
3678                                  * By the time we get the soft_limit lock
3679                                  * again, someone might have aded the
3680                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3681                                  * make sure we get a different mem.
3682                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3683                                  * NULL if no other cgroup is present on
3684                                  * the tree
3685                                  */
3686                                 next_mz =
3687                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3688                                 if (next_mz == mz)
3689                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3690                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3691                                         break;
3692                         } while (1);
3693                 }
3694                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3695                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3696                 /*
3697                  * One school of thought says that we should not add
3698                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3699                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3700                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3701                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3702                  * term TODO.
3703                  */
3704                 /* If excess == 0, no tree ops */
3705                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3706                 spin_unlock(&mctz->lock);
3707                 css_put(&mz->memcg->css);
3708                 loop++;
3709                 /*
3710                  * Could not reclaim anything and there are no more
3711                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3712                  * reclaiming anything.
3713                  */
3714                 if (!nr_reclaimed &&
3715                         (next_mz == NULL ||
3716                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3717                         break;
3718         } while (!nr_reclaimed);
3719         if (next_mz)
3720                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3721         return nr_reclaimed;
3722 }
3723
3724 /**
3725  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
3726  * @memcg: group to clear
3727  * @node: NUMA node
3728  * @zid: zone id
3729  * @lru: lru to to clear
3730  *
3731  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
3732  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
3733  * group.
3734  */
3735 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3736                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3737 {
3738         struct lruvec *lruvec;
3739         unsigned long flags;
3740         struct list_head *list;
3741         struct page *busy;
3742         struct zone *zone;
3743
3744         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3745         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
3746         list = &lruvec->lists[lru];
3747
3748         busy = NULL;
3749         do {
3750                 struct page_cgroup *pc;
3751                 struct page *page;
3752
3753                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3754                 if (list_empty(list)) {
3755                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3756                         break;
3757                 }
3758                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3759                 if (busy == page) {
3760                         list_move(&page->lru, list);
3761                         busy = NULL;
3762                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3763                         continue;
3764                 }
3765                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3766
3767                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3768
3769                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
3770                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3771                         busy = page;
3772                         cond_resched();
3773                 } else
3774                         busy = NULL;
3775         } while (!list_empty(list));
3776 }
3777
3778 /*
3779  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
3780  * all the charges and pages to the parent.
3781  * This enables deleting this mem_cgroup.
3782  *
3783  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
3784  */
3785 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
3786 {
3787         int node, zid;
3788
3789         do {
3790                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3791                 lru_add_drain_all();
3792                 drain_all_stock_sync(memcg);
3793                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3794                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
3795                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3796                                 enum lru_list lru;
3797                                 for_each_lru(lru) {
3798                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3799                                                         node, zid, lru);
3800                                 }
3801                         }
3802                 }
3803                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3804                 memcg_oom_recover(memcg);
3805                 cond_resched();
3806
3807                 /*
3808                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
3809                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
3810                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
3811                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
3812                  * charge before adding to the LRU.
3813                  */
3814         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0);
3815 }
3816
3817 /*
3818  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3819  * the rest to the parent.
3820  *
3821  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3822  */
3823 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3824 {
3825         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3826         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3827
3828         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3829         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3830                 return -EBUSY;
3831
3832         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3833         lru_add_drain_all();
3834         /* try to free all pages in this cgroup */
3835         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3836                 int progress;
3837
3838                 if (signal_pending(current))
3839                         return -EINTR;
3840
3841                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3842                                                 false);
3843                 if (!progress) {
3844                         nr_retries--;
3845                         /* maybe some writeback is necessary */
3846                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3847                 }
3848
3849         }
3850         lru_add_drain();
3851         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
3852
3853         return 0;
3854 }
3855
3856 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3857 {
3858         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3859         int ret;
3860
3861         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3862                 return -EINVAL;
3863         css_get(&memcg->css);
3864         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
3865         css_put(&memcg->css);
3866
3867         return ret;
3868 }
3869
3870
3871 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3872 {
3873         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3874 }
3875
3876 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3877                                         u64 val)
3878 {
3879         int retval = 0;
3880         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3881         struct cgroup *parent = cont->parent;
3882         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3883
3884         if (parent)
3885                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3886
3887         cgroup_lock();
3888
3889         if (memcg->use_hierarchy == val)
3890                 goto out;
3891
3892         /*
3893          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3894          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3895          * occur, provided the current cgroup has no children.
3896          *
3897          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3898          * set if there are no children.
3899          */
3900         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3901                                 (val == 1 || val == 0)) {
3902                 if (list_empty(&cont->children))
3903                         memcg->use_hierarchy = val;
3904                 else
3905                         retval = -EBUSY;
3906         } else
3907                 retval = -EINVAL;
3908
3909 out:
3910         cgroup_unlock();
3911
3912         return retval;
3913 }
3914
3915
3916 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3917                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3918 {
3919         struct mem_cgroup *iter;
3920         long val = 0;
3921
3922         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3923         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3924                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3925
3926         if (val < 0) /* race ? */
3927                 val = 0;
3928         return val;
3929 }
3930
3931 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3932 {
3933         u64 val;
3934
3935         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3936                 if (!swap)
3937                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3938                 else
3939                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3940         }
3941
3942         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3943         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3944
3945         if (swap)
3946                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3947
3948         return val << PAGE_SHIFT;
3949 }
3950
3951 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3952                                struct file *file, char __user *buf,
3953                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
3954 {
3955         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3956         char str[64];
3957         u64 val;
3958         int name, len;
3959         enum res_type type;
3960
3961         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3962         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3963
3964         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3965                 return -EOPNOTSUPP;
3966
3967         switch (type) {
3968         case _MEM:
3969                 if (name == RES_USAGE)
3970                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3971                 else
3972                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3973                 break;
3974         case _MEMSWAP:
3975                 if (name == RES_USAGE)
3976                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3977                 else
3978                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3979                 break;
3980         default:
3981                 BUG();
3982         }
3983
3984         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
3985         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
3986 }
3987 /*
3988  * The user of this function is...
3989  * RES_LIMIT.
3990  */
3991 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3992                             const char *buffer)
3993 {
3994         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3995         enum res_type type;
3996         int name;
3997         unsigned long long val;
3998         int ret;
3999
4000         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4001         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4002
4003         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4004                 return -EOPNOTSUPP;
4005
4006         switch (name) {
4007         case RES_LIMIT:
4008                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4009                         ret = -EINVAL;
4010                         break;
4011                 }
4012                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
4013                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4014                 if (ret)
4015                         break;
4016                 if (type == _MEM)
4017                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
4018                 else
4019                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
4020                 break;
4021         case RES_SOFT_LIMIT:
4022                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4023                 if (ret)
4024                         break;
4025                 /*
4026                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
4027                  * of semantics, for now, we support soft limits for
4028                  * control without swap
4029                  */
4030                 if (type == _MEM)
4031                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
4032                 else
4033                         ret = -EINVAL;
4034                 break;
4035         default:
4036                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4037                 break;
4038         }
4039         return ret;
4040 }
4041
4042 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4043                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4044 {
4045         struct cgroup *cgroup;
4046         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4047
4048         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4049         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4050         cgroup = memcg->css.cgroup;
4051         if (!memcg->use_hierarchy)
4052                 goto out;
4053
4054         while (cgroup->parent) {
4055                 cgroup = cgroup->parent;
4056                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
4057                 if (!memcg->use_hierarchy)
4058                         break;
4059                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4060                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4061                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4062                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4063         }
4064 out:
4065         *mem_limit = min_limit;
4066         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4067 }
4068
4069 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4070 {
4071         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4072         int name;
4073         enum res_type type;
4074
4075         type = MEMFILE_TYPE(event);
4076         name = MEMFILE_ATTR(event);
4077
4078         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4079                 return -EOPNOTSUPP;
4080
4081         switch (name) {
4082         case RES_MAX_USAGE:
4083                 if (type == _MEM)
4084                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4085                 else
4086                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4087                 break;
4088         case RES_FAILCNT:
4089                 if (type == _MEM)
4090                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4091                 else
4092                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4093                 break;
4094         }
4095
4096         return 0;
4097 }
4098
4099 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4100                                         struct cftype *cft)
4101 {
4102         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4103 }
4104
4105 #ifdef CONFIG_MMU
4106 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4107                                         struct cftype *cft, u64 val)
4108 {
4109         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4110
4111         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4112                 return -EINVAL;
4113         /*
4114          * We check this value several times in both in can_attach() and
4115          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4116          * inconsistent.
4117          */
4118         cgroup_lock();
4119         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4120         cgroup_unlock();
4121
4122         return 0;
4123 }
4124 #else
4125 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4126                                         struct cftype *cft, u64 val)
4127 {
4128         return -ENOSYS;
4129 }
4130 #endif
4131
4132 #ifdef CONFIG_NUMA
4133 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4134                                       struct seq_file *m)
4135 {
4136         int nid;
4137         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4138         unsigned long node_nr;
4139         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4140
4141         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4142         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4143         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4144                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4145                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4146         }
4147         seq_putc(m, '\n');
4148
4149         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4150         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4151         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4152                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4153                                 LRU_ALL_FILE);
4154                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4155         }
4156         seq_putc(m, '\n');
4157
4158         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4159         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4160         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4161                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4162                                 LRU_ALL_ANON);
4163                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4164         }
4165         seq_putc(m, '\n');
4166
4167         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4168         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4169         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4170                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4171                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4172                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4173         }
4174         seq_putc(m, '\n');
4175         return 0;
4176 }
4177 #endif /* CONFIG_NUMA */
4178
4179 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
4180         "inactive_anon",
4181         "active_anon",
4182         "inactive_file",
4183         "active_file",
4184         "unevictable",
4185 };
4186
4187 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
4188 {
4189         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
4190 }
4191
4192 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4193                                  struct seq_file *m)
4194 {
4195         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4196         struct mem_cgroup *mi;
4197         unsigned int i;
4198
4199         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4200                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4201                         continue;
4202                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
4203                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
4204         }
4205
4206         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
4207                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
4208                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
4209
4210         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4211                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4212                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
4213
4214         /* Hierarchical information */
4215         {
4216                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4217                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4218                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
4219                 if (do_swap_account)
4220                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4221                                    memsw_limit);
4222         }
4223
4224         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4225                 long long val = 0;
4226
4227                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4228                         continue;
4229                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4230                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
4231                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
4232         }
4233
4234         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
4235                 unsigned long long val = 0;
4236
4237                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4238                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
4239                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4240                            mem_cgroup_events_names[i], val);
4241         }
4242
4243         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
4244                 unsigned long long val = 0;
4245
4246                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4247                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4248                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4249         }
4250
4251 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4252         {
4253                 int nid, zid;
4254                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4255                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4256                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4257                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4258
4259                 for_each_online_node(nid)
4260                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4261                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4262                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4263
4264                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4265                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4266                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4267                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4268                         }
4269                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4270                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4271                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4272                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4273         }
4274 #endif
4275
4276         return 0;
4277 }
4278
4279 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4280 {
4281         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4282
4283         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4284 }
4285
4286 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4287                                        u64 val)
4288 {
4289         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4290         struct mem_cgroup *parent;
4291
4292         if (val > 100)
4293                 return -EINVAL;
4294
4295         if (cgrp->parent == NULL)
4296                 return -EINVAL;
4297
4298         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4299
4300         cgroup_lock();
4301
4302         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4303         if ((parent->use_hierarchy) ||
4304             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4305                 cgroup_unlock();
4306                 return -EINVAL;
4307         }
4308
4309         memcg->swappiness = val;
4310
4311         cgroup_unlock();
4312
4313         return 0;
4314 }
4315
4316 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4317 {
4318         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4319         u64 usage;
4320         int i;
4321
4322         rcu_read_lock();
4323         if (!swap)
4324                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4325         else
4326                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4327
4328         if (!t)
4329                 goto unlock;
4330
4331         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4332
4333         /*
4334          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4335          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4336          * call of __mem_cgroup_threshold().
4337          */
4338         i = t->current_threshold;
4339
4340         /*
4341          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4342          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4343          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4344          * only one element of the array here.
4345          */
4346         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4347                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4348
4349         /* i = current_threshold + 1 */
4350         i++;
4351
4352         /*
4353          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4354          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4355          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4356          * only one element of the array here.
4357          */
4358         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4359                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4360
4361         /* Update current_threshold */
4362         t->current_threshold = i - 1;
4363 unlock:
4364         rcu_read_unlock();
4365 }
4366
4367 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4368 {
4369         while (memcg) {
4370                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4371                 if (do_swap_account)
4372                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4373
4374                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4375         }
4376 }
4377
4378 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4379 {
4380         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4381         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4382
4383         return _a->threshold - _b->threshold;
4384 }
4385
4386 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4387 {
4388         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4389
4390         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4391                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4392         return 0;
4393 }
4394
4395 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4396 {
4397         struct mem_cgroup *iter;
4398
4399         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4400                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4401 }
4402
4403 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4404         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4405 {
4406         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4407         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4408         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4409         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4410         u64 threshold, usage;
4411         int i, size, ret;
4412
4413         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4414         if (ret)
4415                 return ret;
4416
4417         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4418
4419         if (type == _MEM)
4420                 thresholds = &memcg->thresholds;
4421         else if (type == _MEMSWAP)
4422                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4423         else
4424                 BUG();
4425
4426         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4427
4428         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4429         if (thresholds->primary)
4430                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4431
4432         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4433
4434         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4435         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4436                         GFP_KERNEL);
4437         if (!new) {
4438                 ret = -ENOMEM;
4439                 goto unlock;
4440         }
4441         new->size = size;
4442
4443         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4444         if (thresholds->primary) {
4445                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4446                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4447         }
4448
4449         /* Add new threshold */
4450         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4451         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4452
4453         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4454         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4455                         compare_thresholds, NULL);
4456
4457         /* Find current threshold */
4458         new->current_threshold = -1;
4459         for (i = 0; i < size; i++) {
4460                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4461                         /*
4462                          * new->current_threshold will not be used until
4463                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4464                          * it here.
4465                          */
4466                         ++new->current_threshold;
4467                 } else
4468                         break;
4469         }
4470
4471         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4472         kfree(thresholds->spare);
4473         thresholds->spare = thresholds->primary;
4474
4475         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4476
4477         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4478         synchronize_rcu();
4479
4480 unlock:
4481         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4482
4483         return ret;
4484 }
4485
4486 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4487         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4488 {
4489         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4490         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4491         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4492         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4493         u64 usage;
4494         int i, j, size;
4495
4496         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4497         if (type == _MEM)
4498                 thresholds = &memcg->thresholds;
4499         else if (type == _MEMSWAP)
4500                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4501         else
4502                 BUG();
4503
4504         if (!thresholds->primary)
4505                 goto unlock;
4506
4507         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4508
4509         /* Check if a threshold crossed before removing */
4510         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4511
4512         /* Calculate new number of threshold */
4513         size = 0;
4514         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4515                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4516                         size++;
4517         }
4518
4519         new = thresholds->spare;
4520
4521         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4522         if (!size) {
4523                 kfree(new);
4524                 new = NULL;
4525                 goto swap_buffers;
4526         }
4527
4528         new->size = size;
4529
4530         /* Copy thresholds and find current threshold */
4531         new->current_threshold = -1;
4532         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4533                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4534                         continue;
4535
4536                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4537                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4538                         /*
4539                          * new->current_threshold will not be used
4540                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4541                          * it here.
4542                          */
4543                         ++new->current_threshold;
4544                 }
4545                 j++;
4546         }
4547
4548 swap_buffers:
4549         /* Swap primary and spare array */
4550         thresholds->spare = thresholds->primary;
4551         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4552         if (!new) {
4553                 kfree(thresholds->spare);
4554                 thresholds->spare = NULL;
4555         }
4556
4557         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4558
4559         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4560         synchronize_rcu();
4561 unlock:
4562         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4563 }
4564
4565 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4566         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4567 {
4568         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4569         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4570         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4571
4572         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4573         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4574         if (!event)
4575                 return -ENOMEM;
4576
4577         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4578
4579         event->eventfd = eventfd;
4580         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4581
4582         /* already in OOM ? */
4583         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4584                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4585         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4586
4587         return 0;
4588 }
4589
4590 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4591         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4592 {
4593         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4594         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4595         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4596
4597         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4598
4599         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4600
4601         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4602                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4603                         list_del(&ev->list);
4604                         kfree(ev);
4605                 }
4606         }
4607
4608         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4609 }
4610
4611 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4612         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4613 {
4614         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4615
4616         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4617
4618         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4619                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4620         else
4621                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4622         return 0;
4623 }
4624
4625 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4626         struct cftype *cft, u64 val)
4627 {
4628         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4629         struct mem_cgroup *parent;
4630
4631         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4632         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4633                 return -EINVAL;
4634
4635         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4636
4637         cgroup_lock();
4638         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4639         if ((parent->use_hierarchy) ||
4640             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4641                 cgroup_unlock();
4642                 return -EINVAL;
4643         }
4644         memcg->oom_kill_disable = val;
4645         if (!val)
4646                 memcg_oom_recover(memcg);
4647         cgroup_unlock();
4648         return 0;
4649 }
4650
4651 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4652 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4653 {
4654         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4655 };
4656
4657 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4658 {
4659         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4660 }
4661 #else
4662 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4663 {
4664         return 0;
4665 }
4666
4667 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4668 {
4669 }
4670 #endif
4671
4672 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4673         {
4674                 .name = "usage_in_bytes",
4675                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4676                 .read = mem_cgroup_read,
4677                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4678                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4679         },
4680         {
4681                 .name = "max_usage_in_bytes",
4682                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4683                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4684                 .read = mem_cgroup_read,
4685         },
4686         {
4687                 .name = "limit_in_bytes",
4688                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4689                 .write_string = mem_cgroup_write,
4690                 .read = mem_cgroup_read,
4691         },
4692         {
4693                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4694                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4695                 .write_string = mem_cgroup_write,
4696                 .read = mem_cgroup_read,
4697         },
4698         {
4699                 .name = "failcnt",
4700                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4701                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4702                 .read = mem_cgroup_read,
4703         },
4704         {
4705                 .name = "stat",
4706                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
4707         },
4708         {
4709                 .name = "force_empty",
4710                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4711         },
4712         {
4713                 .name = "use_hierarchy",
4714                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4715                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4716         },
4717         {
4718                 .name = "swappiness",
4719                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4720                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4721         },
4722         {
4723                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4724                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4725                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4726         },
4727         {
4728                 .name = "oom_control",
4729                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4730                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4731                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4732                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4733                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4734         },
4735 #ifdef CONFIG_NUMA
4736         {
4737                 .name = "numa_stat",
4738                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
4739         },
4740 #endif
4741 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4742         {
4743                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4744                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4745                 .read = mem_cgroup_read,
4746                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4747                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4748         },
4749         {
4750                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4751                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4752                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4753                 .read = mem_cgroup_read,
4754         },
4755         {
4756                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4757                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4758                 .write_string = mem_cgroup_write,
4759                 .read = mem_cgroup_read,
4760         },
4761         {
4762                 .name = "memsw.failcnt",
4763                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4764                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4765                 .read = mem_cgroup_read,
4766         },
4767 #endif
4768         { },    /* terminate */
4769 };
4770
4771 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4772 {
4773         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4774         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4775         int zone, tmp = node;
4776         /*
4777          * This routine is called against possible nodes.
4778          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4779          *
4780          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4781          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4782          *       function.
4783          */
4784         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4785                 tmp = -1;
4786         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4787         if (!pn)
4788                 return 1;
4789
4790         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4791                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4792                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4793                 mz->usage_in_excess = 0;
4794                 mz->on_tree = false;
4795                 mz->memcg = memcg;
4796         }
4797         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4798         return 0;
4799 }
4800
4801 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4802 {
4803         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4804 }
4805
4806 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4807 {
4808         struct mem_cgroup *memcg;
4809         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4810
4811         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4812         if (size < PAGE_SIZE)
4813                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4814         else
4815                 memcg = vzalloc(size);
4816
4817         if (!memcg)
4818                 return NULL;
4819
4820         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4821         if (!memcg->stat)
4822                 goto out_free;
4823         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4824         return memcg;
4825
4826 out_free:
4827         if (size < PAGE_SIZE)
4828                 kfree(memcg);
4829         else
4830                 vfree(memcg);
4831         return NULL;
4832 }
4833
4834 /*
4835  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4836  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4837  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4838  */
4839 static void free_work(struct work_struct *work)
4840 {
4841         struct mem_cgroup *memcg;
4842         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4843
4844         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4845         /*
4846          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
4847          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
4848          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
4849          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
4850          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
4851          *
4852          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
4853          * to move this code around, and make sure it is outside
4854          * the cgroup_lock.
4855          */
4856         disarm_sock_keys(memcg);
4857         if (size < PAGE_SIZE)
4858                 kfree(memcg);
4859         else
4860                 vfree(memcg);
4861 }
4862
4863 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4864 {
4865         struct mem_cgroup *memcg;
4866
4867         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4868         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
4869         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4870 }
4871
4872 /*
4873  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4874  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4875  *
4876  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4877  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4878  * it goes down to 0.
4879  *
4880  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4881  */
4882
4883 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4884 {
4885         int node;
4886
4887         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4888         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4889
4890         for_each_node(node)
4891                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4892
4893         free_percpu(memcg->stat);
4894         call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
4895 }
4896
4897 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4898 {
4899         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4900 }
4901
4902 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4903 {
4904         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4905                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4906                 __mem_cgroup_free(memcg);
4907                 if (parent)
4908                         mem_cgroup_put(parent);
4909         }
4910 }
4911
4912 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4913 {
4914         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4915 }
4916
4917 /*
4918  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4919  */
4920 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4921 {
4922         if (!memcg->res.parent)
4923                 return NULL;
4924         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4925 }
4926 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4927
4928 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4929 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4930 {
4931         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4932                 do_swap_account = 1;
4933 }
4934 #else
4935 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4936 {
4937 }
4938 #endif
4939
4940 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4941 {
4942         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4943         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4944         int tmp, node, zone;
4945
4946         for_each_node(node) {
4947                 tmp = node;
4948                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4949                         tmp = -1;
4950                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4951                 if (!rtpn)
4952                         goto err_cleanup;
4953
4954                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4955
4956                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4957                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4958                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4959                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4960                 }
4961         }
4962         return 0;
4963
4964 err_cleanup:
4965         for_each_node(node) {
4966                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4967                         break;
4968                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4969                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4970         }
4971         return 1;
4972
4973 }
4974
4975 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4976 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
4977 {
4978         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4979         long error = -ENOMEM;
4980         int node;
4981
4982         memcg = mem_cgroup_alloc();
4983         if (!memcg)
4984                 return ERR_PTR(error);
4985
4986         for_each_node(node)
4987                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4988                         goto free_out;
4989
4990         /* root ? */
4991         if (cont->parent == NULL) {
4992                 int cpu;
4993                 enable_swap_cgroup();
4994                 parent = NULL;
4995                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4996                         goto free_out;
4997                 root_mem_cgroup = memcg;
4998                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4999                         struct memcg_stock_pcp *stock =
5000                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
5001                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
5002                 }
5003                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5004         } else {
5005                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
5006                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5007                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5008         }
5009
5010         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5011                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5012                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5013                 /*
5014                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
5015                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
5016                  * This refcnt will be decremented when freeing this
5017                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
5018                  */
5019                 mem_cgroup_get(parent);
5020         } else {
5021                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5022                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5023                 /*
5024                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5025                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5026                  * unfortunate state in our controller.
5027                  */
5028                 if (parent && parent != root_mem_cgroup)
5029                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
5030         }
5031         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5032         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5033
5034         if (parent)
5035                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5036         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
5037         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5038         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5039         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5040
5041         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
5042         if (error) {
5043                 /*
5044                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
5045                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
5046                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
5047                  */
5048                 mem_cgroup_put(memcg);
5049                 return ERR_PTR(error);
5050         }
5051         return &memcg->css;
5052 free_out:
5053         __mem_cgroup_free(memcg);
5054         return ERR_PTR(error);
5055 }
5056
5057 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
5058 {
5059         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5060
5061         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5062 }
5063
5064 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
5065 {
5066         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5067
5068         kmem_cgroup_destroy(memcg);
5069
5070         mem_cgroup_put(memcg);
5071 }
5072
5073 #ifdef CONFIG_MMU
5074 /* Handlers for move charge at task migration. */
5075 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5076 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5077 {
5078         int ret = 0;
5079         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5080         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5081
5082         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5083                 mc.precharge += count;
5084                 /* we don't need css_get for root */
5085                 return ret;
5086         }
5087         /* try to charge at once */
5088         if (count > 1) {
5089                 struct res_counter *dummy;
5090                 /*
5091                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5092                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5093                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5094                  * css_get().
5095                  */
5096                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5097                         goto one_by_one;
5098                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5099                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5100                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5101                         goto one_by_one;
5102                 }
5103                 mc.precharge += count;
5104                 return ret;
5105         }
5106 one_by_one:
5107         /* fall back to one by one charge */
5108         while (count--) {
5109                 if (signal_pending(current)) {
5110                         ret = -EINTR;
5111                         break;
5112                 }
5113                 if (!batch_count--) {
5114                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5115                         cond_resched();
5116                 }
5117                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5118                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5119                 if (ret)
5120                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5121                         return ret;
5122                 mc.precharge++;
5123         }
5124         return ret;
5125 }
5126
5127 /**
5128  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5129  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5130  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5131  * @ptent: the pte to be checked
5132  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5133  *
5134  * Returns
5135  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5136  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5137  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5138  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5139  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5140  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5141  *     in target->ent.
5142  *
5143  * Called with pte lock held.
5144  */
5145 union mc_target {
5146         struct page     *page;
5147         swp_entry_t     ent;
5148 };
5149
5150 enum mc_target_type {
5151         MC_TARGET_NONE = 0,
5152         MC_TARGET_PAGE,
5153         MC_TARGET_SWAP,
5154 };
5155
5156 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5157                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5158 {
5159         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5160
5161         if (!page || !page_mapped(page))
5162                 return NULL;
5163         if (PageAnon(page)) {
5164                 /* we don't move shared anon */
5165                 if (!move_anon())
5166                         return NULL;
5167         } else if (!move_file())
5168                 /* we ignore mapcount for file pages */
5169                 return NULL;
5170         if (!get_page_unless_zero(page))
5171                 return NULL;
5172
5173         return page;
5174 }
5175
5176 #ifdef CONFIG_SWAP
5177 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5178                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5179 {
5180         struct page *page = NULL;
5181         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5182
5183         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5184                 return NULL;
5185         /*
5186          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5187          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5188          */
5189         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
5190         if (do_swap_account)
5191                 entry->val = ent.val;
5192
5193         return page;
5194 }
5195 #else
5196 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5197                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5198 {
5199         return NULL;
5200 }
5201 #endif
5202
5203 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5204                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5205 {
5206         struct page *page = NULL;
5207         struct address_space *mapping;
5208         pgoff_t pgoff;
5209
5210         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5211                 return NULL;
5212         if (!move_file())
5213                 return NULL;
5214
5215         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5216         if (pte_none(ptent))
5217                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5218         else /* pte_file(ptent) is true */
5219                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5220
5221         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5222         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5223
5224 #ifdef CONFIG_SWAP
5225         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5226         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5227                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5228                 if (do_swap_account)
5229                         *entry = swap;
5230                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5231         }
5232 #endif
5233         return page;
5234 }
5235
5236 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5237                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5238 {
5239         struct page *page = NULL;
5240         struct page_cgroup *pc;
5241         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5242         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5243
5244         if (pte_present(ptent))
5245                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5246         else if (is_swap_pte(ptent))
5247                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5248         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5249                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5250
5251         if (!page && !ent.val)
5252                 return ret;
5253         if (page) {
5254                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5255                 /*
5256                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5257                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5258                  * the lock.
5259                  */
5260                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5261                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5262                         if (target)
5263                                 target->page = page;
5264                 }
5265                 if (!ret || !target)
5266                         put_page(page);
5267         }
5268         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5269         if (ent.val && !ret &&
5270                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5271                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5272                 if (target)
5273                         target->ent = ent;
5274         }
5275         return ret;
5276 }
5277
5278 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5279 /*
5280  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5281  * support them for now.
5282  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5283  */
5284 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5285                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5286 {
5287         struct page *page = NULL;
5288         struct page_cgroup *pc;
5289         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5290
5291         page = pmd_page(pmd);
5292         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5293         if (!move_anon())
5294                 return ret;
5295         pc = lookup_page_cgroup(page);
5296         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5297                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5298                 if (target) {
5299                         get_page(page);
5300                         target->page = page;
5301                 }
5302         }
5303         return ret;
5304 }
5305 #else
5306 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5307                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5308 {
5309         return MC_TARGET_NONE;
5310 }
5311 #endif
5312
5313 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5314                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5315                                         struct mm_walk *walk)
5316 {
5317         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5318         pte_t *pte;
5319         spinlock_t *ptl;
5320
5321         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5322                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5323                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5324                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5325                 return 0;
5326         }
5327
5328         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5329                 return 0;
5330         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5331         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5332                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5333                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5334         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5335         cond_resched();
5336
5337         return 0;
5338 }
5339
5340 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5341 {
5342         unsigned long precharge;
5343         struct vm_area_struct *vma;
5344
5345         down_read(&mm->mmap_sem);
5346         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5347                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5348                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5349                         .mm = mm,
5350                         .private = vma,
5351                 };
5352                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5353                         continue;
5354                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5355                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5356         }
5357         up_read(&mm->mmap_sem);
5358
5359         precharge = mc.precharge;
5360         mc.precharge = 0;
5361
5362         return precharge;
5363 }
5364
5365 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5366 {
5367         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5368
5369         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5370         mc.moving_task = current;
5371         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5372 }
5373
5374 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5375 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5376 {
5377         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5378         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5379
5380         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5381         if (mc.precharge) {
5382                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5383                 mc.precharge = 0;
5384         }
5385         /*
5386          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5387          * we must uncharge here.
5388          */
5389         if (mc.moved_charge) {
5390                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5391                 mc.moved_charge = 0;
5392         }
5393         /* we must fixup refcnts and charges */
5394         if (mc.moved_swap) {
5395                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5396                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5397                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5398                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5399                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5400
5401                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5402                         /*
5403                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5404                          * uncharge to->res.
5405                          */
5406                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5407                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5408                 }
5409                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5410                 mc.moved_swap = 0;
5411         }
5412         memcg_oom_recover(from);
5413         memcg_oom_recover(to);
5414         wake_up_all(&mc.waitq);
5415 }
5416
5417 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5418 {
5419         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5420
5421         /*
5422          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5423          * task migration.
5424          */
5425         mc.moving_task = NULL;
5426         __mem_cgroup_clear_mc();
5427         spin_lock(&mc.lock);
5428         mc.from = NULL;
5429         mc.to = NULL;
5430         spin_unlock(&mc.lock);
5431         mem_cgroup_end_move(from);
5432 }
5433
5434 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5435                                  struct cgroup_taskset *tset)
5436 {
5437         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5438         int ret = 0;
5439         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5440
5441         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5442                 struct mm_struct *mm;
5443                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5444
5445                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5446
5447                 mm = get_task_mm(p);
5448                 if (!mm)
5449                         return 0;
5450                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5451                 if (mm->owner == p) {
5452                         VM_BUG_ON(mc.from);
5453                         VM_BUG_ON(mc.to);
5454                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5455                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5456                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5457                         mem_cgroup_start_move(from);
5458                         spin_lock(&mc.lock);
5459                         mc.from = from;
5460                         mc.to = memcg;
5461                         spin_unlock(&mc.lock);
5462                         /* We set mc.moving_task later */
5463
5464                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5465                         if (ret)
5466                                 mem_cgroup_clear_mc();
5467                 }
5468                 mmput(mm);
5469         }
5470         return ret;
5471 }
5472
5473 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5474                                      struct cgroup_taskset *tset)
5475 {
5476         mem_cgroup_clear_mc();
5477 }
5478
5479 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5480                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5481                                 struct mm_walk *walk)
5482 {
5483         int ret = 0;
5484         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5485         pte_t *pte;
5486         spinlock_t *ptl;
5487         enum mc_target_type target_type;
5488         union mc_target target;
5489         struct page *page;
5490         struct page_cgroup *pc;
5491
5492         /*
5493          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5494          * happens because:
5495          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5496          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5497          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5498          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5499          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5500          *    part of thp split is not executed yet.
5501          */
5502         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5503                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5504                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5505                         return 0;
5506                 }
5507                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5508                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5509                         page = target.page;
5510                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5511                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5512                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5513                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
5514                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5515                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5516                                 }
5517                                 putback_lru_page(page);
5518                         }
5519                         put_page(page);
5520                 }
5521                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5522                 return 0;
5523         }
5524
5525         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5526                 return 0;
5527 retry:
5528         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5529         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5530                 pte_t ptent = *(pte++);
5531                 swp_entry_t ent;
5532
5533                 if (!mc.precharge)
5534                         break;
5535
5536                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5537                 case MC_TARGET_PAGE:
5538                         page = target.page;
5539                         if (isolate_lru_page(page))
5540                                 goto put;
5541                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5542                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5543                                                      mc.from, mc.to)) {
5544                                 mc.precharge--;
5545                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5546                                 mc.moved_charge++;
5547                         }
5548                         putback_lru_page(page);
5549 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5550                         put_page(page);
5551                         break;
5552                 case MC_TARGET_SWAP:
5553                         ent = target.ent;
5554                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5555                                 mc.precharge--;
5556                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5557                                 mc.moved_swap++;
5558                         }
5559                         break;
5560                 default:
5561                         break;
5562                 }
5563         }
5564         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5565         cond_resched();
5566
5567         if (addr != end) {
5568                 /*
5569                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5570                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5571                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5572                  * phase.
5573                  */
5574                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5575                 if (!ret)
5576                         goto retry;
5577         }
5578
5579         return ret;
5580 }
5581
5582 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5583 {
5584         struct vm_area_struct *vma;
5585
5586         lru_add_drain_all();
5587 retry:
5588         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5589                 /*
5590                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5591                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5592                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5593                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5594                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5595                  */
5596                 __mem_cgroup_clear_mc();
5597                 cond_resched();
5598                 goto retry;
5599         }
5600         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5601                 int ret;
5602                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5603                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5604                         .mm = mm,
5605                         .private = vma,
5606                 };
5607                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5608                         continue;
5609                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5610                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5611                 if (ret)
5612                         /*
5613                          * means we have consumed all precharges and failed in
5614                          * doing additional charge. Just abandon here.
5615                          */
5616                         break;
5617         }
5618         up_read(&mm->mmap_sem);
5619 }
5620
5621 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5622                                  struct cgroup_taskset *tset)
5623 {
5624         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5625         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5626
5627         if (mm) {
5628                 if (mc.to)
5629                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5630                 mmput(mm);
5631         }
5632         if (mc.to)
5633                 mem_cgroup_clear_mc();
5634 }
5635 #else   /* !CONFIG_MMU */
5636 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5637                                  struct cgroup_taskset *tset)
5638 {
5639         return 0;
5640 }
5641 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5642                                      struct cgroup_taskset *tset)
5643 {
5644 }
5645 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5646                                  struct cgroup_taskset *tset)
5647 {
5648 }
5649 #endif
5650
5651 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5652         .name = "memory",
5653         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5654         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5655         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5656         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5657         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5658         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5659         .attach = mem_cgroup_move_task,
5660         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
5661         .early_init = 0,
5662         .use_id = 1,
5663 };
5664
5665 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5666 static int __init enable_swap_account(char *s)
5667 {
5668         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5669         if (!strcmp(s, "1"))
5670                 really_do_swap_account = 1;
5671         else if (!strcmp(s, "0"))
5672                 really_do_swap_account = 0;
5673         return 1;
5674 }
5675 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5676
5677 #endif