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