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