memcg: make it possible to use the stock for more than one page
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/mutex.h>
38 #include <linux/rbtree.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/ip.h>
55 #include <net/tcp_memcontrol.h>
56
57 #include <asm/uaccess.h>
58
59 #include <trace/events/vmscan.h>
60
61 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
62 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
63
64 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
65 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
66
67 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
68 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
69 int do_swap_account __read_mostly;
70
71 /* for remember boot option*/
72 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
73 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
74 #else
75 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
76 #endif
77
78 #else
79 #define do_swap_account         0
80 #endif
81
82
83 /*
84  * Statistics for memory cgroup.
85  */
86 enum mem_cgroup_stat_index {
87         /*
88          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
89          */
90         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
91         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
92         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
93         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
94         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
95 };
96
97 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
98         "cache",
99         "rss",
100         "mapped_file",
101         "swap",
102 };
103
104 enum mem_cgroup_events_index {
105         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
106         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
107         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
108         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
109         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
110 };
111
112 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
113         "pgpgin",
114         "pgpgout",
115         "pgfault",
116         "pgmajfault",
117 };
118
119 /*
120  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
121  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
122  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
123  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
124  */
125 enum mem_cgroup_events_target {
126         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
127         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
128         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
129         MEM_CGROUP_NTARGETS,
130 };
131 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
132 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
133 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
134
135 struct mem_cgroup_stat_cpu {
136         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
137         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
138         unsigned long nr_page_events;
139         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
140 };
141
142 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
143         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
144         int position;
145         /* scan generation, increased every round-trip */
146         unsigned int generation;
147 };
148
149 /*
150  * per-zone information in memory controller.
151  */
152 struct mem_cgroup_per_zone {
153         struct lruvec           lruvec;
154         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
155
156         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
157
158         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
159         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
160                                                 /* the soft limit is exceeded*/
161         bool                    on_tree;
162         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
163                                                 /* use container_of        */
164 };
165
166 struct mem_cgroup_per_node {
167         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
168 };
169
170 struct mem_cgroup_lru_info {
171         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
172 };
173
174 /*
175  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
176  * their hierarchy representation
177  */
178
179 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
180         struct rb_root rb_root;
181         spinlock_t lock;
182 };
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_node {
185         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
186 };
187
188 struct mem_cgroup_tree {
189         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
190 };
191
192 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
193
194 struct mem_cgroup_threshold {
195         struct eventfd_ctx *eventfd;
196         u64 threshold;
197 };
198
199 /* For threshold */
200 struct mem_cgroup_threshold_ary {
201         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
202         int current_threshold;
203         /* Size of entries[] */
204         unsigned int size;
205         /* Array of thresholds */
206         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
207 };
208
209 struct mem_cgroup_thresholds {
210         /* Primary thresholds array */
211         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
212         /*
213          * Spare threshold array.
214          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
215          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
216          */
217         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
218 };
219
220 /* for OOM */
221 struct mem_cgroup_eventfd_list {
222         struct list_head list;
223         struct eventfd_ctx *eventfd;
224 };
225
226 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
227 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
228
229 /*
230  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
231  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
232  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
233  * to help the administrator determine what knobs to tune.
234  *
235  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
236  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
237  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
238  * a feature that will be implemented much later in the future.
239  */
240 struct mem_cgroup {
241         struct cgroup_subsys_state css;
242         /*
243          * the counter to account for memory usage
244          */
245         struct res_counter res;
246
247         union {
248                 /*
249                  * the counter to account for mem+swap usage.
250                  */
251                 struct res_counter memsw;
252
253                 /*
254                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
255                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
256                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
257                  * in a union with the res field, but res plays a much
258                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
259                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
260                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
261                  */
262                 struct rcu_head rcu_freeing;
263                 /*
264                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
265                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
266                  */
267                 struct work_struct work_freeing;
268         };
269
270         /*
271          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
272          * per zone LRU lists.
273          */
274         struct mem_cgroup_lru_info info;
275         int last_scanned_node;
276 #if MAX_NUMNODES > 1
277         nodemask_t      scan_nodes;
278         atomic_t        numainfo_events;
279         atomic_t        numainfo_updating;
280 #endif
281         /*
282          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
283          */
284         bool use_hierarchy;
285
286         bool            oom_lock;
287         atomic_t        under_oom;
288
289         atomic_t        refcnt;
290
291         int     swappiness;
292         /* OOM-Killer disable */
293         int             oom_kill_disable;
294
295         /* set when res.limit == memsw.limit */
296         bool            memsw_is_minimum;
297
298         /* protect arrays of thresholds */
299         struct mutex thresholds_lock;
300
301         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
302         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
303
304         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
305         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
306
307         /* For oom notifier event fd */
308         struct list_head oom_notify;
309
310         /*
311          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
312          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
313          */
314         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
315         /*
316          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
317          */
318         atomic_t        moving_account;
319         /* taken only while moving_account > 0 */
320         spinlock_t      move_lock;
321         /*
322          * percpu counter.
323          */
324         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
325         /*
326          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
327          * See mem_cgroup_read_stat().
328          */
329         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
330         spinlock_t pcp_counter_lock;
331
332 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
333         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
334 #endif
335 };
336
337 /* Stuffs for move charges at task migration. */
338 /*
339  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
340  * left-shifted bitmap of these types.
341  */
342 enum move_type {
343         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
344         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
345         NR_MOVE_TYPE,
346 };
347
348 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
349 static struct move_charge_struct {
350         spinlock_t        lock; /* for from, to */
351         struct mem_cgroup *from;
352         struct mem_cgroup *to;
353         unsigned long precharge;
354         unsigned long moved_charge;
355         unsigned long moved_swap;
356         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
357         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
358 } mc = {
359         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
360         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
361 };
362
363 static bool move_anon(void)
364 {
365         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
366                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
367 }
368
369 static bool move_file(void)
370 {
371         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
372                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
373 }
374
375 /*
376  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
377  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
378  */
379 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
380 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
381
382 enum charge_type {
383         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
384         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
385         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
386         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
387         NR_CHARGE_TYPE,
388 };
389
390 /* for encoding cft->private value on file */
391 #define _MEM                    (0)
392 #define _MEMSWAP                (1)
393 #define _OOM_TYPE               (2)
394 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
395 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
396 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
397 /* Used for OOM nofiier */
398 #define OOM_CONTROL             (0)
399
400 /*
401  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
402  */
403 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
404 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
405 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
406 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
407
408 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
409 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
410
411 static inline
412 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
413 {
414         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
415 }
416
417 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
418 {
419         return (memcg == root_mem_cgroup);
420 }
421
422 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
423 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
424
425 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
426 {
427         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
428                 struct mem_cgroup *memcg;
429                 struct cg_proto *cg_proto;
430
431                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
432
433                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
434                  * filled. It won't however, necessarily happen from
435                  * process context. So the test for root memcg given
436                  * the current task's memcg won't help us in this case.
437                  *
438                  * Respecting the original socket's memcg is a better
439                  * decision in this case.
440                  */
441                 if (sk->sk_cgrp) {
442                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
443                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
444                         return;
445                 }
446
447                 rcu_read_lock();
448                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
449                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
450                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
451                         mem_cgroup_get(memcg);
452                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
453                 }
454                 rcu_read_unlock();
455         }
456 }
457 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
458
459 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
460 {
461         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
462                 struct mem_cgroup *memcg;
463                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
464                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
465                 mem_cgroup_put(memcg);
466         }
467 }
468
469 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
470 {
471         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
472                 return NULL;
473
474         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
475 }
476 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
477
478 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
479 {
480         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
481                 return;
482         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
483 }
484 #else
485 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
486 {
487 }
488 #endif
489
490 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
491
492 static struct mem_cgroup_per_zone *
493 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
494 {
495         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
496 }
497
498 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
499 {
500         return &memcg->css;
501 }
502
503 static struct mem_cgroup_per_zone *
504 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
505 {
506         int nid = page_to_nid(page);
507         int zid = page_zonenum(page);
508
509         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
510 }
511
512 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
513 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
514 {
515         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
516 }
517
518 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
519 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
520 {
521         int nid = page_to_nid(page);
522         int zid = page_zonenum(page);
523
524         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
525 }
526
527 static void
528 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
529                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
530                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
531                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
532 {
533         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
534         struct rb_node *parent = NULL;
535         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
536
537         if (mz->on_tree)
538                 return;
539
540         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
541         if (!mz->usage_in_excess)
542                 return;
543         while (*p) {
544                 parent = *p;
545                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
546                                         tree_node);
547                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
548                         p = &(*p)->rb_left;
549                 /*
550                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
551                  * limit by the same amount
552                  */
553                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
554                         p = &(*p)->rb_right;
555         }
556         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
557         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
558         mz->on_tree = true;
559 }
560
561 static void
562 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
563                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
564                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
565 {
566         if (!mz->on_tree)
567                 return;
568         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
569         mz->on_tree = false;
570 }
571
572 static void
573 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
574                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
575                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
576 {
577         spin_lock(&mctz->lock);
578         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
579         spin_unlock(&mctz->lock);
580 }
581
582
583 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
584 {
585         unsigned long long excess;
586         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
587         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
588         int nid = page_to_nid(page);
589         int zid = page_zonenum(page);
590         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
591
592         /*
593          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
594          * because their event counter is not touched.
595          */
596         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
597                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
598                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
599                 /*
600                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
601                  * mem is over its softlimit.
602                  */
603                 if (excess || mz->on_tree) {
604                         spin_lock(&mctz->lock);
605                         /* if on-tree, remove it */
606                         if (mz->on_tree)
607                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
608                         /*
609                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
610                          * If excess is 0, no tree ops.
611                          */
612                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
613                         spin_unlock(&mctz->lock);
614                 }
615         }
616 }
617
618 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
619 {
620         int node, zone;
621         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
622         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
623
624         for_each_node(node) {
625                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
626                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
627                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
628                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
629                 }
630         }
631 }
632
633 static struct mem_cgroup_per_zone *
634 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
635 {
636         struct rb_node *rightmost = NULL;
637         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
638
639 retry:
640         mz = NULL;
641         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
642         if (!rightmost)
643                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
644
645         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
646         /*
647          * Remove the node now but someone else can add it back,
648          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
649          * position in the tree.
650          */
651         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
652         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
653                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
654                 goto retry;
655 done:
656         return mz;
657 }
658
659 static struct mem_cgroup_per_zone *
660 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
661 {
662         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
663
664         spin_lock(&mctz->lock);
665         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
666         spin_unlock(&mctz->lock);
667         return mz;
668 }
669
670 /*
671  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
672  *
673  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
674  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
675  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
676  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
677  *
678  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
679  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
680  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
681  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
682  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
683  *
684  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
685  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
686  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
687  * implemented.
688  */
689 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
690                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
691 {
692         long val = 0;
693         int cpu;
694
695         get_online_cpus();
696         for_each_online_cpu(cpu)
697                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
698 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
699         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
700         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
701         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
702 #endif
703         put_online_cpus();
704         return val;
705 }
706
707 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
708                                          bool charge)
709 {
710         int val = (charge) ? 1 : -1;
711         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
712 }
713
714 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
715                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
716 {
717         unsigned long val = 0;
718         int cpu;
719
720         for_each_online_cpu(cpu)
721                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
722 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
723         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
724         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
725         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
726 #endif
727         return val;
728 }
729
730 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
731                                          bool anon, int nr_pages)
732 {
733         preempt_disable();
734
735         /*
736          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
737          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
738          */
739         if (anon)
740                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
741                                 nr_pages);
742         else
743                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
744                                 nr_pages);
745
746         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
747         if (nr_pages > 0)
748                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
749         else {
750                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
751                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
752         }
753
754         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
755
756         preempt_enable();
757 }
758
759 unsigned long
760 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
761 {
762         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
763
764         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
765         return mz->lru_size[lru];
766 }
767
768 static unsigned long
769 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
770                         unsigned int lru_mask)
771 {
772         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
773         enum lru_list lru;
774         unsigned long ret = 0;
775
776         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
777
778         for_each_lru(lru) {
779                 if (BIT(lru) & lru_mask)
780                         ret += mz->lru_size[lru];
781         }
782         return ret;
783 }
784
785 static unsigned long
786 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
787                         int nid, unsigned int lru_mask)
788 {
789         u64 total = 0;
790         int zid;
791
792         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
793                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
794                                                 nid, zid, lru_mask);
795
796         return total;
797 }
798
799 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
800                         unsigned int lru_mask)
801 {
802         int nid;
803         u64 total = 0;
804
805         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
806                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
807         return total;
808 }
809
810 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
811                                        enum mem_cgroup_events_target target)
812 {
813         unsigned long val, next;
814
815         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
816         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
817         /* from time_after() in jiffies.h */
818         if ((long)next - (long)val < 0) {
819                 switch (target) {
820                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
821                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
822                         break;
823                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
824                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
825                         break;
826                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
827                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
828                         break;
829                 default:
830                         break;
831                 }
832                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
833                 return true;
834         }
835         return false;
836 }
837
838 /*
839  * Check events in order.
840  *
841  */
842 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
843 {
844         preempt_disable();
845         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
846         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
847                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
848                 bool do_softlimit;
849                 bool do_numainfo __maybe_unused;
850
851                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
852                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
853 #if MAX_NUMNODES > 1
854                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
855                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
856 #endif
857                 preempt_enable();
858
859                 mem_cgroup_threshold(memcg);
860                 if (unlikely(do_softlimit))
861                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
862 #if MAX_NUMNODES > 1
863                 if (unlikely(do_numainfo))
864                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
865 #endif
866         } else
867                 preempt_enable();
868 }
869
870 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
871 {
872         return mem_cgroup_from_css(
873                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
874 }
875
876 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
877 {
878         /*
879          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
880          * if it races with swapoff, page migration, etc.
881          * So this can be called with p == NULL.
882          */
883         if (unlikely(!p))
884                 return NULL;
885
886         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
887 }
888
889 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
890 {
891         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
892
893         if (!mm)
894                 return NULL;
895         /*
896          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
897          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
898          * pessimistic (rather than adding locks here).
899          */
900         rcu_read_lock();
901         do {
902                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
903                 if (unlikely(!memcg))
904                         break;
905         } while (!css_tryget(&memcg->css));
906         rcu_read_unlock();
907         return memcg;
908 }
909
910 /**
911  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
912  * @root: hierarchy root
913  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
914  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
915  *
916  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
917  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
918  *
919  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
920  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
921  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
922  *
923  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
924  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
925  * reclaimers operating on the same zone and priority.
926  */
927 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
928                                    struct mem_cgroup *prev,
929                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
930 {
931         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
932         int id = 0;
933
934         if (mem_cgroup_disabled())
935                 return NULL;
936
937         if (!root)
938                 root = root_mem_cgroup;
939
940         if (prev && !reclaim)
941                 id = css_id(&prev->css);
942
943         if (prev && prev != root)
944                 css_put(&prev->css);
945
946         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
947                 if (prev)
948                         return NULL;
949                 return root;
950         }
951
952         while (!memcg) {
953                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
954                 struct cgroup_subsys_state *css;
955
956                 if (reclaim) {
957                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
958                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
959                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
960
961                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
962                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
963                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
964                                 return NULL;
965                         id = iter->position;
966                 }
967
968                 rcu_read_lock();
969                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
970                 if (css) {
971                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
972                                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
973                 } else
974                         id = 0;
975                 rcu_read_unlock();
976
977                 if (reclaim) {
978                         iter->position = id;
979                         if (!css)
980                                 iter->generation++;
981                         else if (!prev && memcg)
982                                 reclaim->generation = iter->generation;
983                 }
984
985                 if (prev && !css)
986                         return NULL;
987         }
988         return memcg;
989 }
990
991 /**
992  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
993  * @root: hierarchy root
994  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
995  */
996 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
997                            struct mem_cgroup *prev)
998 {
999         if (!root)
1000                 root = root_mem_cgroup;
1001         if (prev && prev != root)
1002                 css_put(&prev->css);
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1007  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1008  * be used for reference counting.
1009  */
1010 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1011         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1012              iter != NULL;                              \
1013              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1014
1015 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1016         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1017              iter != NULL;                              \
1018              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1019
1020 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1021 {
1022         struct mem_cgroup *memcg;
1023
1024         rcu_read_lock();
1025         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1026         if (unlikely(!memcg))
1027                 goto out;
1028
1029         switch (idx) {
1030         case PGFAULT:
1031                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1032                 break;
1033         case PGMAJFAULT:
1034                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1035                 break;
1036         default:
1037                 BUG();
1038         }
1039 out:
1040         rcu_read_unlock();
1041 }
1042 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1043
1044 /**
1045  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1046  * @zone: zone of the wanted lruvec
1047  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1048  *
1049  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1050  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1051  * is disabled.
1052  */
1053 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1054                                       struct mem_cgroup *memcg)
1055 {
1056         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1057         struct lruvec *lruvec;
1058
1059         if (mem_cgroup_disabled()) {
1060                 lruvec = &zone->lruvec;
1061                 goto out;
1062         }
1063
1064         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1065         lruvec = &mz->lruvec;
1066 out:
1067         /*
1068          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1069          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1070          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1071          */
1072         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1073                 lruvec->zone = zone;
1074         return lruvec;
1075 }
1076
1077 /*
1078  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1079  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1080  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1081  *
1082  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1083  * 1. charge
1084  * 2. moving account
1085  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1086  * It is added to LRU before charge.
1087  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1088  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1089  */
1090
1091 /**
1092  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1093  * @page: the page
1094  * @zone: zone of the page
1095  */
1096 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1097 {
1098         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1099         struct mem_cgroup *memcg;
1100         struct page_cgroup *pc;
1101         struct lruvec *lruvec;
1102
1103         if (mem_cgroup_disabled()) {
1104                 lruvec = &zone->lruvec;
1105                 goto out;
1106         }
1107
1108         pc = lookup_page_cgroup(page);
1109         memcg = pc->mem_cgroup;
1110
1111         /*
1112          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1113          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1114          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1115          *
1116          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1117          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1118          * of pc->mem_cgroup safe.
1119          */
1120         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1121                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1122
1123         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1124         lruvec = &mz->lruvec;
1125 out:
1126         /*
1127          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1128          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1129          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1130          */
1131         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1132                 lruvec->zone = zone;
1133         return lruvec;
1134 }
1135
1136 /**
1137  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1138  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1139  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1140  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1141  *
1142  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1143  * lru list.
1144  */
1145 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1146                                 int nr_pages)
1147 {
1148         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1149         unsigned long *lru_size;
1150
1151         if (mem_cgroup_disabled())
1152                 return;
1153
1154         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1155         lru_size = mz->lru_size + lru;
1156         *lru_size += nr_pages;
1157         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1158 }
1159
1160 /*
1161  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1162  * hierarchy subtree
1163  */
1164 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1165                                   struct mem_cgroup *memcg)
1166 {
1167         if (root_memcg == memcg)
1168                 return true;
1169         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1170                 return false;
1171         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1172 }
1173
1174 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1175                                        struct mem_cgroup *memcg)
1176 {
1177         bool ret;
1178
1179         rcu_read_lock();
1180         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1181         rcu_read_unlock();
1182         return ret;
1183 }
1184
1185 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1186 {
1187         int ret;
1188         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1189         struct task_struct *p;
1190
1191         p = find_lock_task_mm(task);
1192         if (p) {
1193                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1194                 task_unlock(p);
1195         } else {
1196                 /*
1197                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1198                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1199                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1200                  */
1201                 task_lock(task);
1202                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1203                 if (curr)
1204                         css_get(&curr->css);
1205                 task_unlock(task);
1206         }
1207         if (!curr)
1208                 return 0;
1209         /*
1210          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1211          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1212          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1213          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1214          */
1215         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1216         css_put(&curr->css);
1217         return ret;
1218 }
1219
1220 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1221 {
1222         unsigned long inactive_ratio;
1223         unsigned long inactive;
1224         unsigned long active;
1225         unsigned long gb;
1226
1227         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1228         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1229
1230         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1231         if (gb)
1232                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1233         else
1234                 inactive_ratio = 1;
1235
1236         return inactive * inactive_ratio < active;
1237 }
1238
1239 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1240 {
1241         unsigned long active;
1242         unsigned long inactive;
1243
1244         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1245         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1246
1247         return (active > inactive);
1248 }
1249
1250 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1251         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1252
1253 /**
1254  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1255  * @memcg: the memory cgroup
1256  *
1257  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1258  * pages.
1259  */
1260 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1261 {
1262         unsigned long long margin;
1263
1264         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1265         if (do_swap_account)
1266                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1267         return margin >> PAGE_SHIFT;
1268 }
1269
1270 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1271 {
1272         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1273
1274         /* root ? */
1275         if (cgrp->parent == NULL)
1276                 return vm_swappiness;
1277
1278         return memcg->swappiness;
1279 }
1280
1281 /*
1282  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1283  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1284  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1285  * rcu_read_lock(), like this:
1286  *
1287  *         CPU-A                                    CPU-B
1288  *                                              rcu_read_lock()
1289  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1290  *                                                   take heavy locks.
1291  *         synchronize_rcu()                    update something.
1292  *                                              rcu_read_unlock()
1293  *         start move here.
1294  */
1295
1296 /* for quick checking without looking up memcg */
1297 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1298
1299 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1300 {
1301         atomic_inc(&memcg_moving);
1302         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1303         synchronize_rcu();
1304 }
1305
1306 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1307 {
1308         /*
1309          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1310          * We check NULL in callee rather than caller.
1311          */
1312         if (memcg) {
1313                 atomic_dec(&memcg_moving);
1314                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1315         }
1316 }
1317
1318 /*
1319  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1320  *
1321  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1322  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1323  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1324  *
1325  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1326  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1327  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1328  */
1329
1330 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1331 {
1332         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1333         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1334 }
1335
1336 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1337 {
1338         struct mem_cgroup *from;
1339         struct mem_cgroup *to;
1340         bool ret = false;
1341         /*
1342          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1343          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1344          */
1345         spin_lock(&mc.lock);
1346         from = mc.from;
1347         to = mc.to;
1348         if (!from)
1349                 goto unlock;
1350
1351         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1352                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1353 unlock:
1354         spin_unlock(&mc.lock);
1355         return ret;
1356 }
1357
1358 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1359 {
1360         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1361                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1362                         DEFINE_WAIT(wait);
1363                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1364                         /* moving charge context might have finished. */
1365                         if (mc.moving_task)
1366                                 schedule();
1367                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1368                         return true;
1369                 }
1370         }
1371         return false;
1372 }
1373
1374 /*
1375  * Take this lock when
1376  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1377  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1378  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1379  */
1380 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1381                                   unsigned long *flags)
1382 {
1383         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1384 }
1385
1386 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1387                                 unsigned long *flags)
1388 {
1389         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1390 }
1391
1392 /**
1393  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1394  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1395  * @p: Task that is going to be killed
1396  *
1397  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1398  * enabled
1399  */
1400 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1401 {
1402         struct cgroup *task_cgrp;
1403         struct cgroup *mem_cgrp;
1404         /*
1405          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1406          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1407          * If this assumption is broken, revisit this code.
1408          */
1409         static char memcg_name[PATH_MAX];
1410         int ret;
1411
1412         if (!memcg || !p)
1413                 return;
1414
1415         rcu_read_lock();
1416
1417         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1418         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1419
1420         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1421         if (ret < 0) {
1422                 /*
1423                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1424                  * But we'll still print out the usage information
1425                  */
1426                 rcu_read_unlock();
1427                 goto done;
1428         }
1429         rcu_read_unlock();
1430
1431         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1432
1433         rcu_read_lock();
1434         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1435         if (ret < 0) {
1436                 rcu_read_unlock();
1437                 goto done;
1438         }
1439         rcu_read_unlock();
1440
1441         /*
1442          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1443          */
1444         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1445 done:
1446
1447         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1448                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1449                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1450                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1451         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1452                 "failcnt %llu\n",
1453                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1454                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1455                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1456 }
1457
1458 /*
1459  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1460  * 1(self count) if no children.
1461  */
1462 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1463 {
1464         int num = 0;
1465         struct mem_cgroup *iter;
1466
1467         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1468                 num++;
1469         return num;
1470 }
1471
1472 /*
1473  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1474  */
1475 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1476 {
1477         u64 limit;
1478
1479         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1480
1481         /*
1482          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1483          */
1484         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1485                 u64 memsw;
1486
1487                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1488                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1489
1490                 /*
1491                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1492                  * available to this memcg, return that limit.
1493                  */
1494                 limit = min(limit, memsw);
1495         }
1496
1497         return limit;
1498 }
1499
1500 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1501                                      int order)
1502 {
1503         struct mem_cgroup *iter;
1504         unsigned long chosen_points = 0;
1505         unsigned long totalpages;
1506         unsigned int points = 0;
1507         struct task_struct *chosen = NULL;
1508
1509         /*
1510          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1511          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1512          * its memory.
1513          */
1514         if (fatal_signal_pending(current)) {
1515                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1516                 return;
1517         }
1518
1519         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1520         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1521         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1522                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1523                 struct cgroup_iter it;
1524                 struct task_struct *task;
1525
1526                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1527                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1528                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1529                                                         false)) {
1530                         case OOM_SCAN_SELECT:
1531                                 if (chosen)
1532                                         put_task_struct(chosen);
1533                                 chosen = task;
1534                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1535                                 get_task_struct(chosen);
1536                                 /* fall through */
1537                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1538                                 continue;
1539                         case OOM_SCAN_ABORT:
1540                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1541                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1542                                 if (chosen)
1543                                         put_task_struct(chosen);
1544                                 return;
1545                         case OOM_SCAN_OK:
1546                                 break;
1547                         };
1548                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1549                         if (points > chosen_points) {
1550                                 if (chosen)
1551                                         put_task_struct(chosen);
1552                                 chosen = task;
1553                                 chosen_points = points;
1554                                 get_task_struct(chosen);
1555                         }
1556                 }
1557                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1558         }
1559
1560         if (!chosen)
1561                 return;
1562         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1563         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1564                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1565 }
1566
1567 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1568                                         gfp_t gfp_mask,
1569                                         unsigned long flags)
1570 {
1571         unsigned long total = 0;
1572         bool noswap = false;
1573         int loop;
1574
1575         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1576                 noswap = true;
1577         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1578                 noswap = true;
1579
1580         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1581                 if (loop)
1582                         drain_all_stock_async(memcg);
1583                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1584                 /*
1585                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1586                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1587                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1588                  */
1589                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1590                         break;
1591                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1592                         break;
1593                 /*
1594                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1595                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1596                  */
1597                 if (loop && !total)
1598                         break;
1599         }
1600         return total;
1601 }
1602
1603 /**
1604  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1605  * @memcg: the target memcg
1606  * @nid: the node ID to be checked.
1607  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1608  *
1609  * This function returns whether the specified memcg contains any
1610  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1611  * pages in the node.
1612  */
1613 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1614                 int nid, bool noswap)
1615 {
1616         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1617                 return true;
1618         if (noswap || !total_swap_pages)
1619                 return false;
1620         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1621                 return true;
1622         return false;
1623
1624 }
1625 #if MAX_NUMNODES > 1
1626
1627 /*
1628  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1629  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1630  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1631  *
1632  */
1633 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1634 {
1635         int nid;
1636         /*
1637          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1638          * pagein/pageout changes since the last update.
1639          */
1640         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1641                 return;
1642         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1643                 return;
1644
1645         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1646         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1647
1648         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1649
1650                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1651                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1652         }
1653
1654         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1655         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1660  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1661  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1662  *
1663  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1664  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1665  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1666  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1667  *
1668  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1669  */
1670 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1671 {
1672         int node;
1673
1674         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1675         node = memcg->last_scanned_node;
1676
1677         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1678         if (node == MAX_NUMNODES)
1679                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1680         /*
1681          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1682          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1683          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1684          * we use curret node.
1685          */
1686         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1687                 node = numa_node_id();
1688
1689         memcg->last_scanned_node = node;
1690         return node;
1691 }
1692
1693 /*
1694  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1695  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1696  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1697  * enough new information. We need to do double check.
1698  */
1699 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1700 {
1701         int nid;
1702
1703         /*
1704          * quick check...making use of scan_node.
1705          * We can skip unused nodes.
1706          */
1707         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1708                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1709                      nid < MAX_NUMNODES;
1710                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1711
1712                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1713                                 return true;
1714                 }
1715         }
1716         /*
1717          * Check rest of nodes.
1718          */
1719         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1720                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1721                         continue;
1722                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1723                         return true;
1724         }
1725         return false;
1726 }
1727
1728 #else
1729 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1730 {
1731         return 0;
1732 }
1733
1734 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1735 {
1736         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1737 }
1738 #endif
1739
1740 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1741                                    struct zone *zone,
1742                                    gfp_t gfp_mask,
1743                                    unsigned long *total_scanned)
1744 {
1745         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1746         int total = 0;
1747         int loop = 0;
1748         unsigned long excess;
1749         unsigned long nr_scanned;
1750         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1751                 .zone = zone,
1752                 .priority = 0,
1753         };
1754
1755         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1756
1757         while (1) {
1758                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1759                 if (!victim) {
1760                         loop++;
1761                         if (loop >= 2) {
1762                                 /*
1763                                  * If we have not been able to reclaim
1764                                  * anything, it might because there are
1765                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1766                                  */
1767                                 if (!total)
1768                                         break;
1769                                 /*
1770                                  * We want to do more targeted reclaim.
1771                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1772                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1773                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1774                                  */
1775                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1776                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1777                                         break;
1778                         }
1779                         continue;
1780                 }
1781                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1782                         continue;
1783                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1784                                                      zone, &nr_scanned);
1785                 *total_scanned += nr_scanned;
1786                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1787                         break;
1788         }
1789         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1790         return total;
1791 }
1792
1793 /*
1794  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1795  * If someone is running, return false.
1796  * Has to be called with memcg_oom_lock
1797  */
1798 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1799 {
1800         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1801
1802         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1803                 if (iter->oom_lock) {
1804                         /*
1805                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1806                          * so we cannot give a lock.
1807                          */
1808                         failed = iter;
1809                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1810                         break;
1811                 } else
1812                         iter->oom_lock = true;
1813         }
1814
1815         if (!failed)
1816                 return true;
1817
1818         /*
1819          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1820          * what we set up to the failing subtree
1821          */
1822         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1823                 if (iter == failed) {
1824                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1825                         break;
1826                 }
1827                 iter->oom_lock = false;
1828         }
1829         return false;
1830 }
1831
1832 /*
1833  * Has to be called with memcg_oom_lock
1834  */
1835 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1836 {
1837         struct mem_cgroup *iter;
1838
1839         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1840                 iter->oom_lock = false;
1841         return 0;
1842 }
1843
1844 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1845 {
1846         struct mem_cgroup *iter;
1847
1848         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1849                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1850 }
1851
1852 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1853 {
1854         struct mem_cgroup *iter;
1855
1856         /*
1857          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1858          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1859          * atomic_add_unless() here.
1860          */
1861         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1862                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1863 }
1864
1865 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1866 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1867
1868 struct oom_wait_info {
1869         struct mem_cgroup *memcg;
1870         wait_queue_t    wait;
1871 };
1872
1873 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1874         unsigned mode, int sync, void *arg)
1875 {
1876         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1877         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1878         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1879
1880         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1881         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1882
1883         /*
1884          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1885          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1886          */
1887         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1888                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1889                 return 0;
1890         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1891 }
1892
1893 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1894 {
1895         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1896         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1897 }
1898
1899 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1900 {
1901         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1902                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1903 }
1904
1905 /*
1906  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1907  */
1908 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1909                                   int order)
1910 {
1911         struct oom_wait_info owait;
1912         bool locked, need_to_kill;
1913
1914         owait.memcg = memcg;
1915         owait.wait.flags = 0;
1916         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1917         owait.wait.private = current;
1918         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1919         need_to_kill = true;
1920         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1921
1922         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1923         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1924         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1925         /*
1926          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1927          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1928          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1929          */
1930         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1931         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1932                 need_to_kill = false;
1933         if (locked)
1934                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1935         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1936
1937         if (need_to_kill) {
1938                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1939                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1940         } else {
1941                 schedule();
1942                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1943         }
1944         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1945         if (locked)
1946                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1947         memcg_wakeup_oom(memcg);
1948         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1949
1950         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1951
1952         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1953                 return false;
1954         /* Give chance to dying process */
1955         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1956         return true;
1957 }
1958
1959 /*
1960  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1961  * generalized to update other statistics as well.
1962  *
1963  * Notes: Race condition
1964  *
1965  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1966  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1967  * to do so _always_.
1968  *
1969  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1970  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1971  * are no race with "charge".
1972  *
1973  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1974  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1975  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1976  * by flags.
1977  *
1978  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1979  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1980  * If there is, we take a lock.
1981  */
1982
1983 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1984                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1985 {
1986         struct mem_cgroup *memcg;
1987         struct page_cgroup *pc;
1988
1989         pc = lookup_page_cgroup(page);
1990 again:
1991         memcg = pc->mem_cgroup;
1992         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1993                 return;
1994         /*
1995          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1996          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
1997          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1998          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1999          */
2000         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2001                 return;
2002
2003         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2004         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2005                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2006                 goto again;
2007         }
2008         *locked = true;
2009 }
2010
2011 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2012 {
2013         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2014
2015         /*
2016          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2017          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2018          * should take move_lock_mem_cgroup().
2019          */
2020         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2021 }
2022
2023 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2024                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2025 {
2026         struct mem_cgroup *memcg;
2027         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2028         unsigned long uninitialized_var(flags);
2029
2030         if (mem_cgroup_disabled())
2031                 return;
2032
2033         memcg = pc->mem_cgroup;
2034         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2035                 return;
2036
2037         switch (idx) {
2038         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2039                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2040                 break;
2041         default:
2042                 BUG();
2043         }
2044
2045         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2046 }
2047
2048 /*
2049  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2050  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2051  */
2052 #define CHARGE_BATCH    32U
2053 struct memcg_stock_pcp {
2054         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2055         unsigned int nr_pages;
2056         struct work_struct work;
2057         unsigned long flags;
2058 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2059 };
2060 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2061 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2062
2063 /**
2064  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2065  * @memcg: memcg to consume from.
2066  * @nr_pages: how many pages to charge.
2067  *
2068  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2069  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2070  * service an allocation will refill the stock.
2071  *
2072  * returns true if successful, false otherwise.
2073  */
2074 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2075 {
2076         struct memcg_stock_pcp *stock;
2077         bool ret = true;
2078
2079         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2080                 return false;
2081
2082         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2083         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2084                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2085         else /* need to call res_counter_charge */
2086                 ret = false;
2087         put_cpu_var(memcg_stock);
2088         return ret;
2089 }
2090
2091 /*
2092  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2093  */
2094 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2095 {
2096         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2097
2098         if (stock->nr_pages) {
2099                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2100
2101                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2102                 if (do_swap_account)
2103                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2104                 stock->nr_pages = 0;
2105         }
2106         stock->cached = NULL;
2107 }
2108
2109 /*
2110  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2111  * a thread which is pinned to local cpu.
2112  */
2113 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2114 {
2115         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2116         drain_stock(stock);
2117         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2118 }
2119
2120 /*
2121  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2122  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2123  */
2124 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2125 {
2126         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2127
2128         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2129                 drain_stock(stock);
2130                 stock->cached = memcg;
2131         }
2132         stock->nr_pages += nr_pages;
2133         put_cpu_var(memcg_stock);
2134 }
2135
2136 /*
2137  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2138  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2139  * until the work is done.
2140  */
2141 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2142 {
2143         int cpu, curcpu;
2144
2145         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2146         get_online_cpus();
2147         curcpu = get_cpu();
2148         for_each_online_cpu(cpu) {
2149                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2150                 struct mem_cgroup *memcg;
2151
2152                 memcg = stock->cached;
2153                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2154                         continue;
2155                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2156                         continue;
2157                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2158                         if (cpu == curcpu)
2159                                 drain_local_stock(&stock->work);
2160                         else
2161                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2162                 }
2163         }
2164         put_cpu();
2165
2166         if (!sync)
2167                 goto out;
2168
2169         for_each_online_cpu(cpu) {
2170                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2171                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2172                         flush_work(&stock->work);
2173         }
2174 out:
2175         put_online_cpus();
2176 }
2177
2178 /*
2179  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2180  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2181  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2182  * it.
2183  */
2184 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2185 {
2186         /*
2187          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2188          */
2189         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2190                 return;
2191         drain_all_stock(root_memcg, false);
2192         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2193 }
2194
2195 /* This is a synchronous drain interface. */
2196 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2197 {
2198         /* called when force_empty is called */
2199         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2200         drain_all_stock(root_memcg, true);
2201         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2202 }
2203
2204 /*
2205  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2206  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2207  */
2208 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2209 {
2210         int i;
2211
2212         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2213         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2214                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2215
2216                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2217                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2218         }
2219         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2220                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2221
2222                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2223                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2224         }
2225         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2226 }
2227
2228 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2229                                         unsigned long action,
2230                                         void *hcpu)
2231 {
2232         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2233         struct memcg_stock_pcp *stock;
2234         struct mem_cgroup *iter;
2235
2236         if (action == CPU_ONLINE)
2237                 return NOTIFY_OK;
2238
2239         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2240                 return NOTIFY_OK;
2241
2242         for_each_mem_cgroup(iter)
2243                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2244
2245         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2246         drain_stock(stock);
2247         return NOTIFY_OK;
2248 }
2249
2250
2251 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2252 enum {
2253         CHARGE_OK,              /* success */
2254         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2255         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2256         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2257         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2258 };
2259
2260 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2261                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2262 {
2263         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2264         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2265         struct res_counter *fail_res;
2266         unsigned long flags = 0;
2267         int ret;
2268
2269         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2270
2271         if (likely(!ret)) {
2272                 if (!do_swap_account)
2273                         return CHARGE_OK;
2274                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2275                 if (likely(!ret))
2276                         return CHARGE_OK;
2277
2278                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2279                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2280                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2281         } else
2282                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2283         /*
2284          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2285          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2286          *
2287          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2288          * single page instead.
2289          */
2290         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2291                 return CHARGE_RETRY;
2292
2293         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2294                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2295
2296         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2297         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2298                 return CHARGE_RETRY;
2299         /*
2300          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2301          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2302          * before killing the task.
2303          *
2304          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2305          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2306          * to regular pages anyway in case of failure.
2307          */
2308         if (nr_pages == 1 && ret)
2309                 return CHARGE_RETRY;
2310
2311         /*
2312          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2313          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2314          */
2315         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2316                 return CHARGE_RETRY;
2317
2318         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2319         if (!oom_check)
2320                 return CHARGE_NOMEM;
2321         /* check OOM */
2322         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2323                 return CHARGE_OOM_DIE;
2324
2325         return CHARGE_RETRY;
2326 }
2327
2328 /*
2329  * __mem_cgroup_try_charge() does
2330  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2331  * 2. update res_counter
2332  * 3. call memory reclaim if necessary.
2333  *
2334  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2335  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2336  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2337  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2338  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2339  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2340  *
2341  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2342  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2343  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2344  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2345  *
2346  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2347  * the oom-killer can be invoked.
2348  */
2349 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2350                                    gfp_t gfp_mask,
2351                                    unsigned int nr_pages,
2352                                    struct mem_cgroup **ptr,
2353                                    bool oom)
2354 {
2355         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2356         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2357         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2358         int ret;
2359
2360         /*
2361          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2362          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2363          * MEMDIE process.
2364          */
2365         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2366                      || fatal_signal_pending(current)))
2367                 goto bypass;
2368
2369         /*
2370          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2371          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2372          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2373          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2374          */
2375         if (!*ptr && !mm)
2376                 *ptr = root_mem_cgroup;
2377 again:
2378         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2379                 memcg = *ptr;
2380                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2381                         goto done;
2382                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2383                         goto done;
2384                 css_get(&memcg->css);
2385         } else {
2386                 struct task_struct *p;
2387
2388                 rcu_read_lock();
2389                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2390                 /*
2391                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2392                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2393                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2394                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2395                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2396                  * small race, here.
2397                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2398                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2399                  */
2400                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2401                 if (!memcg)
2402                         memcg = root_mem_cgroup;
2403                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2404                         rcu_read_unlock();
2405                         goto done;
2406                 }
2407                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2408                         /*
2409                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2410                          * But considering how consume_stok works, it's not
2411                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2412                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2413                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2414                          * calling consume_stock().
2415                          */
2416                         rcu_read_unlock();
2417                         goto done;
2418                 }
2419                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2420                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2421                         rcu_read_unlock();
2422                         goto again;
2423                 }
2424                 rcu_read_unlock();
2425         }
2426
2427         do {
2428                 bool oom_check;
2429
2430                 /* If killed, bypass charge */
2431                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2432                         css_put(&memcg->css);
2433                         goto bypass;
2434                 }
2435
2436                 oom_check = false;
2437                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2438                         oom_check = true;
2439                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2440                 }
2441
2442                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2443                 switch (ret) {
2444                 case CHARGE_OK:
2445                         break;
2446                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2447                         batch = nr_pages;
2448                         css_put(&memcg->css);
2449                         memcg = NULL;
2450                         goto again;
2451                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2452                         css_put(&memcg->css);
2453                         goto nomem;
2454                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2455                         if (!oom) {
2456                                 css_put(&memcg->css);
2457                                 goto nomem;
2458                         }
2459                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2460                         nr_oom_retries--;
2461                         break;
2462                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2463                         css_put(&memcg->css);
2464                         goto bypass;
2465                 }
2466         } while (ret != CHARGE_OK);
2467
2468         if (batch > nr_pages)
2469                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2470         css_put(&memcg->css);
2471 done:
2472         *ptr = memcg;
2473         return 0;
2474 nomem:
2475         *ptr = NULL;
2476         return -ENOMEM;
2477 bypass:
2478         *ptr = root_mem_cgroup;
2479         return -EINTR;
2480 }
2481
2482 /*
2483  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2484  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2485  * gotten by try_charge().
2486  */
2487 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2488                                        unsigned int nr_pages)
2489 {
2490         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2491                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2492
2493                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2494                 if (do_swap_account)
2495                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2496         }
2497 }
2498
2499 /*
2500  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2501  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2502  */
2503 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2504                                         unsigned int nr_pages)
2505 {
2506         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2507
2508         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2509                 return;
2510
2511         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2512         if (do_swap_account)
2513                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2514                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2515 }
2516
2517 /*
2518  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2519  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2520  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2521  * called against removed memcg.)
2522  */
2523 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2524 {
2525         struct cgroup_subsys_state *css;
2526
2527         /* ID 0 is unused ID */
2528         if (!id)
2529                 return NULL;
2530         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2531         if (!css)
2532                 return NULL;
2533         return mem_cgroup_from_css(css);
2534 }
2535
2536 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2537 {
2538         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2539         struct page_cgroup *pc;
2540         unsigned short id;
2541         swp_entry_t ent;
2542
2543         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2544
2545         pc = lookup_page_cgroup(page);
2546         lock_page_cgroup(pc);
2547         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2548                 memcg = pc->mem_cgroup;
2549                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2550                         memcg = NULL;
2551         } else if (PageSwapCache(page)) {
2552                 ent.val = page_private(page);
2553                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2554                 rcu_read_lock();
2555                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2556                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2557                         memcg = NULL;
2558                 rcu_read_unlock();
2559         }
2560         unlock_page_cgroup(pc);
2561         return memcg;
2562 }
2563
2564 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2565                                        struct page *page,
2566                                        unsigned int nr_pages,
2567                                        enum charge_type ctype,
2568                                        bool lrucare)
2569 {
2570         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2571         struct zone *uninitialized_var(zone);
2572         struct lruvec *lruvec;
2573         bool was_on_lru = false;
2574         bool anon;
2575
2576         lock_page_cgroup(pc);
2577         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2578         /*
2579          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2580          * accessed by any other context at this point.
2581          */
2582
2583         /*
2584          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2585          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2586          */
2587         if (lrucare) {
2588                 zone = page_zone(page);
2589                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2590                 if (PageLRU(page)) {
2591                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2592                         ClearPageLRU(page);
2593                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2594                         was_on_lru = true;
2595                 }
2596         }
2597
2598         pc->mem_cgroup = memcg;
2599         /*
2600          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2601          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2602          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2603          * before USED bit, we need memory barrier here.
2604          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2605          */
2606         smp_wmb();
2607         SetPageCgroupUsed(pc);
2608
2609         if (lrucare) {
2610                 if (was_on_lru) {
2611                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2612                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2613                         SetPageLRU(page);
2614                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2615                 }
2616                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2617         }
2618
2619         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2620                 anon = true;
2621         else
2622                 anon = false;
2623
2624         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2625         unlock_page_cgroup(pc);
2626
2627         /*
2628          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2629          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2630          * if they exceeds softlimit.
2631          */
2632         memcg_check_events(memcg, page);
2633 }
2634
2635 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2636
2637 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
2638 /*
2639  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2640  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2641  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2642  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2643  */
2644 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2645 {
2646         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2647         struct page_cgroup *pc;
2648         int i;
2649
2650         if (mem_cgroup_disabled())
2651                 return;
2652         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2653                 pc = head_pc + i;
2654                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2655                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2656                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2657         }
2658 }
2659 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2660
2661 /**
2662  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2663  * @page: the page
2664  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2665  * @pc: page_cgroup of the page.
2666  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2667  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2668  *
2669  * The caller must confirm following.
2670  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2671  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2672  *
2673  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
2674  * from old cgroup.
2675  */
2676 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2677                                    unsigned int nr_pages,
2678                                    struct page_cgroup *pc,
2679                                    struct mem_cgroup *from,
2680                                    struct mem_cgroup *to)
2681 {
2682         unsigned long flags;
2683         int ret;
2684         bool anon = PageAnon(page);
2685
2686         VM_BUG_ON(from == to);
2687         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2688         /*
2689          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2690          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2691          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2692          * hold it.
2693          */
2694         ret = -EBUSY;
2695         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2696                 goto out;
2697
2698         lock_page_cgroup(pc);
2699
2700         ret = -EINVAL;
2701         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2702                 goto unlock;
2703
2704         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2705
2706         if (!anon && page_mapped(page)) {
2707                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2708                 preempt_disable();
2709                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2710                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2711                 preempt_enable();
2712         }
2713         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2714
2715         /* caller should have done css_get */
2716         pc->mem_cgroup = to;
2717         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2718         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2719         ret = 0;
2720 unlock:
2721         unlock_page_cgroup(pc);
2722         /*
2723          * check events
2724          */
2725         memcg_check_events(to, page);
2726         memcg_check_events(from, page);
2727 out:
2728         return ret;
2729 }
2730
2731 /**
2732  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
2733  * @page: the page to move
2734  * @pc: page_cgroup of the page
2735  * @child: page's cgroup
2736  *
2737  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
2738  * parent (aka use_hierarchy==0).
2739  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
2740  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
2741  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
2742  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
2743  * on the next attempt and the call should be retried later.
2744  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
2745  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
2746  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
2747  * LRU or vanish.
2748  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
2749  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
2750  * disappear in the next attempt.
2751  */
2752 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2753                                   struct page_cgroup *pc,
2754                                   struct mem_cgroup *child)
2755 {
2756         struct mem_cgroup *parent;
2757         unsigned int nr_pages;
2758         unsigned long uninitialized_var(flags);
2759         int ret;
2760
2761         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
2762
2763         ret = -EBUSY;
2764         if (!get_page_unless_zero(page))
2765                 goto out;
2766         if (isolate_lru_page(page))
2767                 goto put;
2768
2769         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2770
2771         parent = parent_mem_cgroup(child);
2772         /*
2773          * If no parent, move charges to root cgroup.
2774          */
2775         if (!parent)
2776                 parent = root_mem_cgroup;
2777
2778         if (nr_pages > 1) {
2779                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2780                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2781         }
2782
2783         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
2784                                 pc, child, parent);
2785         if (!ret)
2786                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
2787
2788         if (nr_pages > 1)
2789                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2790         putback_lru_page(page);
2791 put:
2792         put_page(page);
2793 out:
2794         return ret;
2795 }
2796
2797 /*
2798  * Charge the memory controller for page usage.
2799  * Return
2800  * 0 if the charge was successful
2801  * < 0 if the cgroup is over its limit
2802  */
2803 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2804                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2805 {
2806         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2807         unsigned int nr_pages = 1;
2808         bool oom = true;
2809         int ret;
2810
2811         if (PageTransHuge(page)) {
2812                 nr_pages <<= compound_order(page);
2813                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2814                 /*
2815                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2816                  * fault handler will fall back to regular pages.
2817                  */
2818                 oom = false;
2819         }
2820
2821         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2822         if (ret == -ENOMEM)
2823                 return ret;
2824         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2825         return 0;
2826 }
2827
2828 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2829                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2830 {
2831         if (mem_cgroup_disabled())
2832                 return 0;
2833         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2834         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2835         VM_BUG_ON(!mm);
2836         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2837                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2838 }
2839
2840 /*
2841  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2842  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2843  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2844  * "commit()" or removed by "cancel()"
2845  */
2846 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2847                                           struct page *page,
2848                                           gfp_t mask,
2849                                           struct mem_cgroup **memcgp)
2850 {
2851         struct mem_cgroup *memcg;
2852         struct page_cgroup *pc;
2853         int ret;
2854
2855         pc = lookup_page_cgroup(page);
2856         /*
2857          * Every swap fault against a single page tries to charge the
2858          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
2859          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
2860          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
2861          * in turn serializes uncharging.
2862          */
2863         if (PageCgroupUsed(pc))
2864                 return 0;
2865         if (!do_swap_account)
2866                 goto charge_cur_mm;
2867         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2868         if (!memcg)
2869                 goto charge_cur_mm;
2870         *memcgp = memcg;
2871         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2872         css_put(&memcg->css);
2873         if (ret == -EINTR)
2874                 ret = 0;
2875         return ret;
2876 charge_cur_mm:
2877         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2878         if (ret == -EINTR)
2879                 ret = 0;
2880         return ret;
2881 }
2882
2883 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
2884                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2885 {
2886         *memcgp = NULL;
2887         if (mem_cgroup_disabled())
2888                 return 0;
2889         /*
2890          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
2891          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
2892          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
2893          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
2894          */
2895         if (!PageSwapCache(page)) {
2896                 int ret;
2897
2898                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
2899                 if (ret == -EINTR)
2900                         ret = 0;
2901                 return ret;
2902         }
2903         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
2904 }
2905
2906 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2907 {
2908         if (mem_cgroup_disabled())
2909                 return;
2910         if (!memcg)
2911                 return;
2912         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2913 }
2914
2915 static void
2916 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2917                                         enum charge_type ctype)
2918 {
2919         if (mem_cgroup_disabled())
2920                 return;
2921         if (!memcg)
2922                 return;
2923
2924         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2925         /*
2926          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2927          * counted both as mem and swap....double count.
2928          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2929          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2930          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2931          */
2932         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2933                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2934                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2935         }
2936 }
2937
2938 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2939                                      struct mem_cgroup *memcg)
2940 {
2941         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2942                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2943 }
2944
2945 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2946                                 gfp_t gfp_mask)
2947 {
2948         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2949         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2950         int ret;
2951
2952         if (mem_cgroup_disabled())
2953                 return 0;
2954         if (PageCompound(page))
2955                 return 0;
2956
2957         if (!PageSwapCache(page))
2958                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2959         else { /* page is swapcache/shmem */
2960                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
2961                                                      gfp_mask, &memcg);
2962                 if (!ret)
2963                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2964         }
2965         return ret;
2966 }
2967
2968 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2969                                    unsigned int nr_pages,
2970                                    const enum charge_type ctype)
2971 {
2972         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2973         bool uncharge_memsw = true;
2974
2975         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2976         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2977                 uncharge_memsw = false;
2978
2979         batch = &current->memcg_batch;
2980         /*
2981          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2982          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2983          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2984          */
2985         if (!batch->memcg)
2986                 batch->memcg = memcg;
2987         /*
2988          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2989          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2990          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2991          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2992          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2993          */
2994
2995         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2996                 goto direct_uncharge;
2997
2998         if (nr_pages > 1)
2999                 goto direct_uncharge;
3000
3001         /*
3002          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3003          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3004          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3005          */
3006         if (batch->memcg != memcg)
3007                 goto direct_uncharge;
3008         /* remember freed charge and uncharge it later */
3009         batch->nr_pages++;
3010         if (uncharge_memsw)
3011                 batch->memsw_nr_pages++;
3012         return;
3013 direct_uncharge:
3014         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3015         if (uncharge_memsw)
3016                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3017         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3018                 memcg_oom_recover(memcg);
3019 }
3020
3021 /*
3022  * uncharge if !page_mapped(page)
3023  */
3024 static struct mem_cgroup *
3025 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3026                              bool end_migration)
3027 {
3028         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3029         unsigned int nr_pages = 1;
3030         struct page_cgroup *pc;
3031         bool anon;
3032
3033         if (mem_cgroup_disabled())
3034                 return NULL;
3035
3036         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
3037
3038         if (PageTransHuge(page)) {
3039                 nr_pages <<= compound_order(page);
3040                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3041         }
3042         /*
3043          * Check if our page_cgroup is valid
3044          */
3045         pc = lookup_page_cgroup(page);
3046         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3047                 return NULL;
3048
3049         lock_page_cgroup(pc);
3050
3051         memcg = pc->mem_cgroup;
3052
3053         if (!PageCgroupUsed(pc))
3054                 goto unlock_out;
3055
3056         anon = PageAnon(page);
3057
3058         switch (ctype) {
3059         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3060                 /*
3061                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3062                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3063                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3064                  */
3065                 anon = true;
3066                 /* fallthrough */
3067         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3068                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3069                 if (page_mapped(page))
3070                         goto unlock_out;
3071                 /*
3072                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3073                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3074                  * unused post-migration page and so it has to call
3075                  * here with the migration bit still set.  See the
3076                  * res_counter handling below.
3077                  */
3078                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3079                         goto unlock_out;
3080                 break;
3081         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3082                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3083                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3084                                 goto unlock_out;
3085                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3086                                 goto unlock_out;
3087                 break;
3088         default:
3089                 break;
3090         }
3091
3092         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3093
3094         ClearPageCgroupUsed(pc);
3095         /*
3096          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3097          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3098          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3099          * special functions.
3100          */
3101
3102         unlock_page_cgroup(pc);
3103         /*
3104          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3105          * will never be freed.
3106          */
3107         memcg_check_events(memcg, page);
3108         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3109                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3110                 mem_cgroup_get(memcg);
3111         }
3112         /*
3113          * Migration does not charge the res_counter for the
3114          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3115          * page that is unused after the migration.
3116          */
3117         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
3118                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3119
3120         return memcg;
3121
3122 unlock_out:
3123         unlock_page_cgroup(pc);
3124         return NULL;
3125 }
3126
3127 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3128 {
3129         /* early check. */
3130         if (page_mapped(page))
3131                 return;
3132         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3133         if (PageSwapCache(page))
3134                 return;
3135         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3136 }
3137
3138 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3139 {
3140         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3141         VM_BUG_ON(page->mapping);
3142         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
3143 }
3144
3145 /*
3146  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3147  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3148  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3149  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3150  * This may be called prural(2) times in a context,
3151  */
3152
3153 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3154 {
3155         current->memcg_batch.do_batch++;
3156         /* We can do nest. */
3157         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3158                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3159                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3160                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3161         }
3162 }
3163
3164 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3165 {
3166         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3167
3168         if (!batch->do_batch)
3169                 return;
3170
3171         batch->do_batch--;
3172         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3173                 return;
3174
3175         if (!batch->memcg)
3176                 return;
3177         /*
3178          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3179          * bacause we hide charges behind us.
3180          */
3181         if (batch->nr_pages)
3182                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3183                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3184         if (batch->memsw_nr_pages)
3185                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3186                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3187         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3188         /* forget this pointer (for sanity check) */
3189         batch->memcg = NULL;
3190 }
3191
3192 #ifdef CONFIG_SWAP
3193 /*
3194  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3195  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3196  */
3197 void
3198 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3199 {
3200         struct mem_cgroup *memcg;
3201         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3202
3203         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3204                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3205
3206         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
3207
3208         /*
3209          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3210          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3211          */
3212         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3213                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3214 }
3215 #endif
3216
3217 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3218 /*
3219  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3220  * uncharge "memsw" account.
3221  */
3222 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3223 {
3224         struct mem_cgroup *memcg;
3225         unsigned short id;
3226
3227         if (!do_swap_account)
3228                 return;
3229
3230         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3231         rcu_read_lock();
3232         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3233         if (memcg) {
3234                 /*
3235                  * We uncharge this because swap is freed.
3236                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3237                  */
3238                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3239                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3240                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3241                 mem_cgroup_put(memcg);
3242         }
3243         rcu_read_unlock();
3244 }
3245
3246 /**
3247  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3248  * @entry: swap entry to be moved
3249  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3250  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3251  *
3252  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3253  * as the mem_cgroup's id of @from.
3254  *
3255  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3256  *
3257  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3258  * both res and memsw, and called css_get().
3259  */
3260 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3261                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3262 {
3263         unsigned short old_id, new_id;
3264
3265         old_id = css_id(&from->css);
3266         new_id = css_id(&to->css);
3267
3268         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3269                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3270                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3271                 /*
3272                  * This function is only called from task migration context now.
3273                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3274                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3275                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3276                  * because if the process that has been moved to @to does
3277                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3278                  */
3279                 mem_cgroup_get(to);
3280                 return 0;
3281         }
3282         return -EINVAL;
3283 }
3284 #else
3285 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3286                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3287 {
3288         return -EINVAL;
3289 }
3290 #endif
3291
3292 /*
3293  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3294  * page belongs to.
3295  */
3296 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
3297                                   struct mem_cgroup **memcgp)
3298 {
3299         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3300         unsigned int nr_pages = 1;
3301         struct page_cgroup *pc;
3302         enum charge_type ctype;
3303
3304         *memcgp = NULL;
3305
3306         if (mem_cgroup_disabled())
3307                 return;
3308
3309         if (PageTransHuge(page))
3310                 nr_pages <<= compound_order(page);
3311
3312         pc = lookup_page_cgroup(page);
3313         lock_page_cgroup(pc);
3314         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3315                 memcg = pc->mem_cgroup;
3316                 css_get(&memcg->css);
3317                 /*
3318                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3319                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3320                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3321                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3322                  * until end_migration() is called
3323                  *
3324                  * Corner Case Thinking
3325                  * A)
3326                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3327                  * while migration was ongoing.
3328                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3329                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3330                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3331                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3332                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3333                  *
3334                  * B)
3335                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3336                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3337                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3338                  * without charging it again.
3339                  *
3340                  * C)
3341                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3342                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3343                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3344                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3345                  */
3346                 if (PageAnon(page))
3347                         SetPageCgroupMigration(pc);
3348         }
3349         unlock_page_cgroup(pc);
3350         /*
3351          * If the page is not charged at this point,
3352          * we return here.
3353          */
3354         if (!memcg)
3355                 return;
3356
3357         *memcgp = memcg;
3358         /*
3359          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3360          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3361          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3362          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3363          */
3364         if (PageAnon(page))
3365                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
3366         else
3367                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3368         /*
3369          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
3370          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
3371          * old one and only one page is going to be left afterwards.
3372          */
3373         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
3374 }
3375
3376 /* remove redundant charge if migration failed*/
3377 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3378         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3379 {
3380         struct page *used, *unused;
3381         struct page_cgroup *pc;
3382         bool anon;
3383
3384         if (!memcg)
3385                 return;
3386
3387         if (!migration_ok) {
3388                 used = oldpage;
3389                 unused = newpage;
3390         } else {
3391                 used = newpage;
3392                 unused = oldpage;
3393         }
3394         anon = PageAnon(used);
3395         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3396                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
3397                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
3398                                      true);
3399         css_put(&memcg->css);
3400         /*
3401          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3402          * of the page goes down to zero, temporarly.
3403          * Clear the flag and check the page should be charged.
3404          */
3405         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3406         lock_page_cgroup(pc);
3407         ClearPageCgroupMigration(pc);
3408         unlock_page_cgroup(pc);
3409
3410         /*
3411          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3412          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3413          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3414          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3415          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3416          * check. (see prepare_charge() also)
3417          */
3418         if (anon)
3419                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3420 }
3421
3422 /*
3423  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3424  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3425  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3426  */
3427 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3428                                   struct page *newpage)
3429 {
3430         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3431         struct page_cgroup *pc;
3432         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3433
3434         if (mem_cgroup_disabled())
3435                 return;
3436
3437         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3438         /* fix accounting on old pages */
3439         lock_page_cgroup(pc);
3440         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3441                 memcg = pc->mem_cgroup;
3442                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3443                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3444         }
3445         unlock_page_cgroup(pc);
3446
3447         /*
3448          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3449          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3450          */
3451         if (!memcg)
3452                 return;
3453         /*
3454          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3455          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3456          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3457          */
3458         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3459 }
3460
3461 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3462 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3463 {
3464         struct page_cgroup *pc;
3465
3466         pc = lookup_page_cgroup(page);
3467         /*
3468          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3469          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3470          * or when mem_cgroup_disabled().
3471          */
3472         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3473                 return pc;
3474         return NULL;
3475 }
3476
3477 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3478 {
3479         if (mem_cgroup_disabled())
3480                 return false;
3481
3482         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3483 }
3484
3485 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3486 {
3487         struct page_cgroup *pc;
3488
3489         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3490         if (pc) {
3491                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3492                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3493         }
3494 }
3495 #endif
3496
3497 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3498
3499 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3500                                 unsigned long long val)
3501 {
3502         int retry_count;
3503         u64 memswlimit, memlimit;
3504         int ret = 0;
3505         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3506         u64 curusage, oldusage;
3507         int enlarge;
3508
3509         /*
3510          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3511          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3512          * of # of children which we should visit in this loop.
3513          */
3514         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3515
3516         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3517
3518         enlarge = 0;
3519         while (retry_count) {
3520                 if (signal_pending(current)) {
3521                         ret = -EINTR;
3522                         break;
3523                 }
3524                 /*
3525                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3526                  * open coded manner. You see what this really does.
3527                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3528                  */
3529                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3530                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3531                 if (memswlimit < val) {
3532                         ret = -EINVAL;
3533                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3534                         break;
3535                 }
3536
3537                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3538                 if (memlimit < val)
3539                         enlarge = 1;
3540
3541                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3542                 if (!ret) {
3543                         if (memswlimit == val)
3544                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3545                         else
3546                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3547                 }
3548                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3549
3550                 if (!ret)
3551                         break;
3552
3553                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3554                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3555                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3556                 /* Usage is reduced ? */
3557                 if (curusage >= oldusage)
3558                         retry_count--;
3559                 else
3560                         oldusage = curusage;
3561         }
3562         if (!ret && enlarge)
3563                 memcg_oom_recover(memcg);
3564
3565         return ret;
3566 }
3567
3568 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3569                                         unsigned long long val)
3570 {
3571         int retry_count;
3572         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3573         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3574         int ret = -EBUSY;
3575         int enlarge = 0;
3576
3577         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3578         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3579         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3580         while (retry_count) {
3581                 if (signal_pending(current)) {
3582                         ret = -EINTR;
3583                         break;
3584                 }
3585                 /*
3586                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3587                  * open coded manner. You see what this really does.
3588                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3589                  */
3590                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3591                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3592                 if (memlimit > val) {
3593                         ret = -EINVAL;
3594                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3595                         break;
3596                 }
3597                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3598                 if (memswlimit < val)
3599                         enlarge = 1;
3600                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3601                 if (!ret) {
3602                         if (memlimit == val)
3603                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3604                         else
3605                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3606                 }
3607                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3608
3609                 if (!ret)
3610                         break;
3611
3612                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3613                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3614                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3615                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3616                 /* Usage is reduced ? */
3617                 if (curusage >= oldusage)
3618                         retry_count--;
3619                 else
3620                         oldusage = curusage;
3621         }
3622         if (!ret && enlarge)
3623                 memcg_oom_recover(memcg);
3624         return ret;
3625 }
3626
3627 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3628                                             gfp_t gfp_mask,
3629                                             unsigned long *total_scanned)
3630 {
3631         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3632         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3633         unsigned long reclaimed;
3634         int loop = 0;
3635         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3636         unsigned long long excess;
3637         unsigned long nr_scanned;
3638
3639         if (order > 0)
3640                 return 0;
3641
3642         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3643         /*
3644          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3645          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3646          * pressure
3647          */
3648         do {
3649                 if (next_mz)
3650                         mz = next_mz;
3651                 else
3652                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3653                 if (!mz)
3654                         break;
3655
3656                 nr_scanned = 0;
3657                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3658                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3659                 nr_reclaimed += reclaimed;
3660                 *total_scanned += nr_scanned;
3661                 spin_lock(&mctz->lock);
3662
3663                 /*
3664                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3665                  * it is time to move on to the next cgroup
3666                  */
3667                 next_mz = NULL;
3668                 if (!reclaimed) {
3669                         do {
3670                                 /*
3671                                  * Loop until we find yet another one.
3672                                  *
3673                                  * By the time we get the soft_limit lock
3674                                  * again, someone might have aded the
3675                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3676                                  * make sure we get a different mem.
3677                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3678                                  * NULL if no other cgroup is present on
3679                                  * the tree
3680                                  */
3681                                 next_mz =
3682                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3683                                 if (next_mz == mz)
3684                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3685                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3686                                         break;
3687                         } while (1);
3688                 }
3689                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3690                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3691                 /*
3692                  * One school of thought says that we should not add
3693                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3694                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3695                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3696                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3697                  * term TODO.
3698                  */
3699                 /* If excess == 0, no tree ops */
3700                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3701                 spin_unlock(&mctz->lock);
3702                 css_put(&mz->memcg->css);
3703                 loop++;
3704                 /*
3705                  * Could not reclaim anything and there are no more
3706                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3707                  * reclaiming anything.
3708                  */
3709                 if (!nr_reclaimed &&
3710                         (next_mz == NULL ||
3711                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3712                         break;
3713         } while (!nr_reclaimed);
3714         if (next_mz)
3715                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3716         return nr_reclaimed;
3717 }
3718
3719 /**
3720  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
3721  * @memcg: group to clear
3722  * @node: NUMA node
3723  * @zid: zone id
3724  * @lru: lru to to clear
3725  *
3726  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
3727  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
3728  * group.
3729  */
3730 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3731                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3732 {
3733         struct lruvec *lruvec;
3734         unsigned long flags;
3735         struct list_head *list;
3736         struct page *busy;
3737         struct zone *zone;
3738
3739         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3740         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
3741         list = &lruvec->lists[lru];
3742
3743         busy = NULL;
3744         do {
3745                 struct page_cgroup *pc;
3746                 struct page *page;
3747
3748                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3749                 if (list_empty(list)) {
3750                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3751                         break;
3752                 }
3753                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3754                 if (busy == page) {
3755                         list_move(&page->lru, list);
3756                         busy = NULL;
3757                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3758                         continue;
3759                 }
3760                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3761
3762                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3763
3764                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
3765                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3766                         busy = page;
3767                         cond_resched();
3768                 } else
3769                         busy = NULL;
3770         } while (!list_empty(list));
3771 }
3772
3773 /*
3774  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
3775  * all the charges and pages to the parent.
3776  * This enables deleting this mem_cgroup.
3777  *
3778  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
3779  */
3780 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
3781 {
3782         int node, zid;
3783
3784         do {
3785                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3786                 lru_add_drain_all();
3787                 drain_all_stock_sync(memcg);
3788                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3789                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
3790                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3791                                 enum lru_list lru;
3792                                 for_each_lru(lru) {
3793                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3794                                                         node, zid, lru);
3795                                 }
3796                         }
3797                 }
3798                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3799                 memcg_oom_recover(memcg);
3800                 cond_resched();
3801
3802                 /*
3803                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
3804                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
3805                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
3806                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
3807                  * charge before adding to the LRU.
3808                  */
3809         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0);
3810 }
3811
3812 /*
3813  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3814  * the rest to the parent.
3815  *
3816  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3817  */
3818 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3819 {
3820         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3821         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3822
3823         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3824         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3825                 return -EBUSY;
3826
3827         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3828         lru_add_drain_all();
3829         /* try to free all pages in this cgroup */
3830         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3831                 int progress;
3832
3833                 if (signal_pending(current))
3834                         return -EINTR;
3835
3836                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3837                                                 false);
3838                 if (!progress) {
3839                         nr_retries--;
3840                         /* maybe some writeback is necessary */
3841                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3842                 }
3843
3844         }
3845         lru_add_drain();
3846         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
3847
3848         return 0;
3849 }
3850
3851 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3852 {
3853         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3854         int ret;
3855
3856         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3857                 return -EINVAL;
3858         css_get(&memcg->css);
3859         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
3860         css_put(&memcg->css);
3861
3862         return ret;
3863 }
3864
3865
3866 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3867 {
3868         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3869 }
3870
3871 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3872                                         u64 val)
3873 {
3874         int retval = 0;
3875         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3876         struct cgroup *parent = cont->parent;
3877         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3878
3879         if (parent)
3880                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3881
3882         cgroup_lock();
3883
3884         if (memcg->use_hierarchy == val)
3885                 goto out;
3886
3887         /*
3888          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3889          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3890          * occur, provided the current cgroup has no children.
3891          *
3892          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3893          * set if there are no children.
3894          */
3895         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3896                                 (val == 1 || val == 0)) {
3897                 if (list_empty(&cont->children))
3898                         memcg->use_hierarchy = val;
3899                 else
3900                         retval = -EBUSY;
3901         } else
3902                 retval = -EINVAL;
3903
3904 out:
3905         cgroup_unlock();
3906
3907         return retval;
3908 }
3909
3910
3911 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3912                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3913 {
3914         struct mem_cgroup *iter;
3915         long val = 0;
3916
3917         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3918         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3919                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3920
3921         if (val < 0) /* race ? */
3922                 val = 0;
3923         return val;
3924 }
3925
3926 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3927 {
3928         u64 val;
3929
3930         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3931                 if (!swap)
3932                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3933                 else
3934                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3935         }
3936
3937         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3938         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3939
3940         if (swap)
3941                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3942
3943         return val << PAGE_SHIFT;
3944 }
3945
3946 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3947                                struct file *file, char __user *buf,
3948                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
3949 {
3950         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3951         char str[64];
3952         u64 val;
3953         int type, name, len;
3954
3955         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3956         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3957
3958         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3959                 return -EOPNOTSUPP;
3960
3961         switch (type) {
3962         case _MEM:
3963                 if (name == RES_USAGE)
3964                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3965                 else
3966                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3967                 break;
3968         case _MEMSWAP:
3969                 if (name == RES_USAGE)
3970                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3971                 else
3972                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3973                 break;
3974         default:
3975                 BUG();
3976         }
3977
3978         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
3979         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
3980 }
3981 /*
3982  * The user of this function is...
3983  * RES_LIMIT.
3984  */
3985 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3986                             const char *buffer)
3987 {
3988         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3989         int type, name;
3990         unsigned long long val;
3991         int ret;
3992
3993         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3994         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3995
3996         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3997                 return -EOPNOTSUPP;
3998
3999         switch (name) {
4000         case RES_LIMIT:
4001                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4002                         ret = -EINVAL;
4003                         break;
4004                 }
4005                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
4006                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4007                 if (ret)
4008                         break;
4009                 if (type == _MEM)
4010                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
4011                 else
4012                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
4013                 break;
4014         case RES_SOFT_LIMIT:
4015                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4016                 if (ret)
4017                         break;
4018                 /*
4019                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
4020                  * of semantics, for now, we support soft limits for
4021                  * control without swap
4022                  */
4023                 if (type == _MEM)
4024                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
4025                 else
4026                         ret = -EINVAL;
4027                 break;
4028         default:
4029                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4030                 break;
4031         }
4032         return ret;
4033 }
4034
4035 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4036                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4037 {
4038         struct cgroup *cgroup;
4039         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4040
4041         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4042         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4043         cgroup = memcg->css.cgroup;
4044         if (!memcg->use_hierarchy)
4045                 goto out;
4046
4047         while (cgroup->parent) {
4048                 cgroup = cgroup->parent;
4049                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
4050                 if (!memcg->use_hierarchy)
4051                         break;
4052                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4053                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4054                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4055                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4056         }
4057 out:
4058         *mem_limit = min_limit;
4059         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4060 }
4061
4062 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4063 {
4064         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4065         int type, name;
4066
4067         type = MEMFILE_TYPE(event);
4068         name = MEMFILE_ATTR(event);
4069
4070         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4071                 return -EOPNOTSUPP;
4072
4073         switch (name) {
4074         case RES_MAX_USAGE:
4075                 if (type == _MEM)
4076                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4077                 else
4078                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4079                 break;
4080         case RES_FAILCNT:
4081                 if (type == _MEM)
4082                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4083                 else
4084                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4085                 break;
4086         }
4087
4088         return 0;
4089 }
4090
4091 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4092                                         struct cftype *cft)
4093 {
4094         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4095 }
4096
4097 #ifdef CONFIG_MMU
4098 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4099                                         struct cftype *cft, u64 val)
4100 {
4101         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4102
4103         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4104                 return -EINVAL;
4105         /*
4106          * We check this value several times in both in can_attach() and
4107          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4108          * inconsistent.
4109          */
4110         cgroup_lock();
4111         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4112         cgroup_unlock();
4113
4114         return 0;
4115 }
4116 #else
4117 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4118                                         struct cftype *cft, u64 val)
4119 {
4120         return -ENOSYS;
4121 }
4122 #endif
4123
4124 #ifdef CONFIG_NUMA
4125 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4126                                       struct seq_file *m)
4127 {
4128         int nid;
4129         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4130         unsigned long node_nr;
4131         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4132
4133         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4134         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4135         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4136                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4137                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4138         }
4139         seq_putc(m, '\n');
4140
4141         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4142         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4143         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4144                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4145                                 LRU_ALL_FILE);
4146                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4147         }
4148         seq_putc(m, '\n');
4149
4150         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4151         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4152         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4153                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4154                                 LRU_ALL_ANON);
4155                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4156         }
4157         seq_putc(m, '\n');
4158
4159         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4160         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4161         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4162                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4163                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4164                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4165         }
4166         seq_putc(m, '\n');
4167         return 0;
4168 }
4169 #endif /* CONFIG_NUMA */
4170
4171 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
4172         "inactive_anon",
4173         "active_anon",
4174         "inactive_file",
4175         "active_file",
4176         "unevictable",
4177 };
4178
4179 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
4180 {
4181         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
4182 }
4183
4184 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4185                                  struct seq_file *m)
4186 {
4187         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4188         struct mem_cgroup *mi;
4189         unsigned int i;
4190
4191         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4192                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4193                         continue;
4194                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
4195                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
4196         }
4197
4198         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
4199                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
4200                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
4201
4202         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4203                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4204                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
4205
4206         /* Hierarchical information */
4207         {
4208                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4209                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4210                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
4211                 if (do_swap_account)
4212                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4213                                    memsw_limit);
4214         }
4215
4216         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4217                 long long val = 0;
4218
4219                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4220                         continue;
4221                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4222                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
4223                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
4224         }
4225
4226         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
4227                 unsigned long long val = 0;
4228
4229                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4230                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
4231                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4232                            mem_cgroup_events_names[i], val);
4233         }
4234
4235         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
4236                 unsigned long long val = 0;
4237
4238                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4239                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4240                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4241         }
4242
4243 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4244         {
4245                 int nid, zid;
4246                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4247                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4248                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4249                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4250
4251                 for_each_online_node(nid)
4252                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4253                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4254                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4255
4256                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4257                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4258                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4259                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4260                         }
4261                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4262                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4263                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4264                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4265         }
4266 #endif
4267
4268         return 0;
4269 }
4270
4271 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4272 {
4273         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4274
4275         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4276 }
4277
4278 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4279                                        u64 val)
4280 {
4281         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4282         struct mem_cgroup *parent;
4283
4284         if (val > 100)
4285                 return -EINVAL;
4286
4287         if (cgrp->parent == NULL)
4288                 return -EINVAL;
4289
4290         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4291
4292         cgroup_lock();
4293
4294         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4295         if ((parent->use_hierarchy) ||
4296             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4297                 cgroup_unlock();
4298                 return -EINVAL;
4299         }
4300
4301         memcg->swappiness = val;
4302
4303         cgroup_unlock();
4304
4305         return 0;
4306 }
4307
4308 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4309 {
4310         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4311         u64 usage;
4312         int i;
4313
4314         rcu_read_lock();
4315         if (!swap)
4316                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4317         else
4318                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4319
4320         if (!t)
4321                 goto unlock;
4322
4323         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4324
4325         /*
4326          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4327          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4328          * call of __mem_cgroup_threshold().
4329          */
4330         i = t->current_threshold;
4331
4332         /*
4333          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4334          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4335          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4336          * only one element of the array here.
4337          */
4338         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4339                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4340
4341         /* i = current_threshold + 1 */
4342         i++;
4343
4344         /*
4345          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4346          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4347          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4348          * only one element of the array here.
4349          */
4350         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4351                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4352
4353         /* Update current_threshold */
4354         t->current_threshold = i - 1;
4355 unlock:
4356         rcu_read_unlock();
4357 }
4358
4359 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4360 {
4361         while (memcg) {
4362                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4363                 if (do_swap_account)
4364                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4365
4366                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4367         }
4368 }
4369
4370 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4371 {
4372         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4373         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4374
4375         return _a->threshold - _b->threshold;
4376 }
4377
4378 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4379 {
4380         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4381
4382         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4383                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4384         return 0;
4385 }
4386
4387 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4388 {
4389         struct mem_cgroup *iter;
4390
4391         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4392                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4393 }
4394
4395 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4396         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4397 {
4398         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4399         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4400         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4401         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4402         u64 threshold, usage;
4403         int i, size, ret;
4404
4405         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4406         if (ret)
4407                 return ret;
4408
4409         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4410
4411         if (type == _MEM)
4412                 thresholds = &memcg->thresholds;
4413         else if (type == _MEMSWAP)
4414                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4415         else
4416                 BUG();
4417
4418         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4419
4420         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4421         if (thresholds->primary)
4422                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4423
4424         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4425
4426         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4427         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4428                         GFP_KERNEL);
4429         if (!new) {
4430                 ret = -ENOMEM;
4431                 goto unlock;
4432         }
4433         new->size = size;
4434
4435         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4436         if (thresholds->primary) {
4437                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4438                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4439         }
4440
4441         /* Add new threshold */
4442         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4443         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4444
4445         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4446         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4447                         compare_thresholds, NULL);
4448
4449         /* Find current threshold */
4450         new->current_threshold = -1;
4451         for (i = 0; i < size; i++) {
4452                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4453                         /*
4454                          * new->current_threshold will not be used until
4455                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4456                          * it here.
4457                          */
4458                         ++new->current_threshold;
4459                 } else
4460                         break;
4461         }
4462
4463         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4464         kfree(thresholds->spare);
4465         thresholds->spare = thresholds->primary;
4466
4467         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4468
4469         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4470         synchronize_rcu();
4471
4472 unlock:
4473         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4474
4475         return ret;
4476 }
4477
4478 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4479         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4480 {
4481         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4482         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4483         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4484         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4485         u64 usage;
4486         int i, j, size;
4487
4488         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4489         if (type == _MEM)
4490                 thresholds = &memcg->thresholds;
4491         else if (type == _MEMSWAP)
4492                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4493         else
4494                 BUG();
4495
4496         if (!thresholds->primary)
4497                 goto unlock;
4498
4499         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4500
4501         /* Check if a threshold crossed before removing */
4502         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4503
4504         /* Calculate new number of threshold */
4505         size = 0;
4506         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4507                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4508                         size++;
4509         }
4510
4511         new = thresholds->spare;
4512
4513         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4514         if (!size) {
4515                 kfree(new);
4516                 new = NULL;
4517                 goto swap_buffers;
4518         }
4519
4520         new->size = size;
4521
4522         /* Copy thresholds and find current threshold */
4523         new->current_threshold = -1;
4524         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4525                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4526                         continue;
4527
4528                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4529                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4530                         /*
4531                          * new->current_threshold will not be used
4532                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4533                          * it here.
4534                          */
4535                         ++new->current_threshold;
4536                 }
4537                 j++;
4538         }
4539
4540 swap_buffers:
4541         /* Swap primary and spare array */
4542         thresholds->spare = thresholds->primary;
4543         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4544         if (!new) {
4545                 kfree(thresholds->spare);
4546                 thresholds->spare = NULL;
4547         }
4548
4549         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4550
4551         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4552         synchronize_rcu();
4553 unlock:
4554         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4555 }
4556
4557 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4558         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4559 {
4560         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4561         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4562         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4563
4564         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4565         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4566         if (!event)
4567                 return -ENOMEM;
4568
4569         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4570
4571         event->eventfd = eventfd;
4572         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4573
4574         /* already in OOM ? */
4575         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4576                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4577         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4578
4579         return 0;
4580 }
4581
4582 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4583         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4584 {
4585         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4586         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4587         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4588
4589         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4590
4591         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4592
4593         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4594                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4595                         list_del(&ev->list);
4596                         kfree(ev);
4597                 }
4598         }
4599
4600         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4601 }
4602
4603 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4604         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4605 {
4606         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4607
4608         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4609
4610         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4611                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4612         else
4613                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4614         return 0;
4615 }
4616
4617 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4618         struct cftype *cft, u64 val)
4619 {
4620         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4621         struct mem_cgroup *parent;
4622
4623         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4624         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4625                 return -EINVAL;
4626
4627         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4628
4629         cgroup_lock();
4630         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4631         if ((parent->use_hierarchy) ||
4632             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4633                 cgroup_unlock();
4634                 return -EINVAL;
4635         }
4636         memcg->oom_kill_disable = val;
4637         if (!val)
4638                 memcg_oom_recover(memcg);
4639         cgroup_unlock();
4640         return 0;
4641 }
4642
4643 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4644 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4645 {
4646         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4647 };
4648
4649 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4650 {
4651         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4652 }
4653 #else
4654 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4655 {
4656         return 0;
4657 }
4658
4659 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4660 {
4661 }
4662 #endif
4663
4664 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4665         {
4666                 .name = "usage_in_bytes",
4667                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4668                 .read = mem_cgroup_read,
4669                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4670                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4671         },
4672         {
4673                 .name = "max_usage_in_bytes",
4674                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4675                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4676                 .read = mem_cgroup_read,
4677         },
4678         {
4679                 .name = "limit_in_bytes",
4680                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4681                 .write_string = mem_cgroup_write,
4682                 .read = mem_cgroup_read,
4683         },
4684         {
4685                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4686                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4687                 .write_string = mem_cgroup_write,
4688                 .read = mem_cgroup_read,
4689         },
4690         {
4691                 .name = "failcnt",
4692                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4693                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4694                 .read = mem_cgroup_read,
4695         },
4696         {
4697                 .name = "stat",
4698                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
4699         },
4700         {
4701                 .name = "force_empty",
4702                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4703         },
4704         {
4705                 .name = "use_hierarchy",
4706                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4707                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4708         },
4709         {
4710                 .name = "swappiness",
4711                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4712                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4713         },
4714         {
4715                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4716                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4717                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4718         },
4719         {
4720                 .name = "oom_control",
4721                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4722                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4723                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4724                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4725                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4726         },
4727 #ifdef CONFIG_NUMA
4728         {
4729                 .name = "numa_stat",
4730                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
4731         },
4732 #endif
4733 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4734         {
4735                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4736                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4737                 .read = mem_cgroup_read,
4738                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4739                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4740         },
4741         {
4742                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4743                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4744                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4745                 .read = mem_cgroup_read,
4746         },
4747         {
4748                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4749                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4750                 .write_string = mem_cgroup_write,
4751                 .read = mem_cgroup_read,
4752         },
4753         {
4754                 .name = "memsw.failcnt",
4755                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4756                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4757                 .read = mem_cgroup_read,
4758         },
4759 #endif
4760         { },    /* terminate */
4761 };
4762
4763 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4764 {
4765         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4766         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4767         int zone, tmp = node;
4768         /*
4769          * This routine is called against possible nodes.
4770          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4771          *
4772          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4773          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4774          *       function.
4775          */
4776         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4777                 tmp = -1;
4778         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4779         if (!pn)
4780                 return 1;
4781
4782         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4783                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4784                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4785                 mz->usage_in_excess = 0;
4786                 mz->on_tree = false;
4787                 mz->memcg = memcg;
4788         }
4789         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4790         return 0;
4791 }
4792
4793 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4794 {
4795         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4796 }
4797
4798 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4799 {
4800         struct mem_cgroup *memcg;
4801         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4802
4803         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4804         if (size < PAGE_SIZE)
4805                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4806         else
4807                 memcg = vzalloc(size);
4808
4809         if (!memcg)
4810                 return NULL;
4811
4812         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4813         if (!memcg->stat)
4814                 goto out_free;
4815         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4816         return memcg;
4817
4818 out_free:
4819         if (size < PAGE_SIZE)
4820                 kfree(memcg);
4821         else
4822                 vfree(memcg);
4823         return NULL;
4824 }
4825
4826 /*
4827  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4828  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4829  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4830  */
4831 static void free_work(struct work_struct *work)
4832 {
4833         struct mem_cgroup *memcg;
4834         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4835
4836         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4837         /*
4838          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
4839          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
4840          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
4841          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
4842          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
4843          *
4844          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
4845          * to move this code around, and make sure it is outside
4846          * the cgroup_lock.
4847          */
4848         disarm_sock_keys(memcg);
4849         if (size < PAGE_SIZE)
4850                 kfree(memcg);
4851         else
4852                 vfree(memcg);
4853 }
4854
4855 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4856 {
4857         struct mem_cgroup *memcg;
4858
4859         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4860         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
4861         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4862 }
4863
4864 /*
4865  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4866  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4867  *
4868  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4869  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4870  * it goes down to 0.
4871  *
4872  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4873  */
4874
4875 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4876 {
4877         int node;
4878
4879         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4880         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4881
4882         for_each_node(node)
4883                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4884
4885         free_percpu(memcg->stat);
4886         call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
4887 }
4888
4889 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4890 {
4891         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4892 }
4893
4894 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4895 {
4896         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4897                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4898                 __mem_cgroup_free(memcg);
4899                 if (parent)
4900                         mem_cgroup_put(parent);
4901         }
4902 }
4903
4904 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4905 {
4906         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4907 }
4908
4909 /*
4910  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4911  */
4912 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4913 {
4914         if (!memcg->res.parent)
4915                 return NULL;
4916         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4917 }
4918 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4919
4920 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4921 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4922 {
4923         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4924                 do_swap_account = 1;
4925 }
4926 #else
4927 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4928 {
4929 }
4930 #endif
4931
4932 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4933 {
4934         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4935         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4936         int tmp, node, zone;
4937
4938         for_each_node(node) {
4939                 tmp = node;
4940                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4941                         tmp = -1;
4942                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4943                 if (!rtpn)
4944                         goto err_cleanup;
4945
4946                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4947
4948                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4949                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4950                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4951                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4952                 }
4953         }
4954         return 0;
4955
4956 err_cleanup:
4957         for_each_node(node) {
4958                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4959                         break;
4960                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4961                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4962         }
4963         return 1;
4964
4965 }
4966
4967 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4968 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
4969 {
4970         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4971         long error = -ENOMEM;
4972         int node;
4973
4974         memcg = mem_cgroup_alloc();
4975         if (!memcg)
4976                 return ERR_PTR(error);
4977
4978         for_each_node(node)
4979                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4980                         goto free_out;
4981
4982         /* root ? */
4983         if (cont->parent == NULL) {
4984                 int cpu;
4985                 enable_swap_cgroup();
4986                 parent = NULL;
4987                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4988                         goto free_out;
4989                 root_mem_cgroup = memcg;
4990                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4991                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4992                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4993                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4994                 }
4995                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4996         } else {
4997                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4998                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4999                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5000         }
5001
5002         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5003                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5004                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5005                 /*
5006                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
5007                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
5008                  * This refcnt will be decremented when freeing this
5009                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
5010                  */
5011                 mem_cgroup_get(parent);
5012         } else {
5013                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5014                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5015                 /*
5016                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5017                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5018                  * unfortunate state in our controller.
5019                  */
5020                 if (parent && parent != root_mem_cgroup)
5021                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
5022         }
5023         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5024         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5025
5026         if (parent)
5027                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5028         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
5029         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5030         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5031         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5032
5033         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
5034         if (error) {
5035                 /*
5036                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
5037                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
5038                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
5039                  */
5040                 mem_cgroup_put(memcg);
5041                 return ERR_PTR(error);
5042         }
5043         return &memcg->css;
5044 free_out:
5045         __mem_cgroup_free(memcg);
5046         return ERR_PTR(error);
5047 }
5048
5049 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
5050 {
5051         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5052
5053         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5054 }
5055
5056 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
5057 {
5058         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5059
5060         kmem_cgroup_destroy(memcg);
5061
5062         mem_cgroup_put(memcg);
5063 }
5064
5065 #ifdef CONFIG_MMU
5066 /* Handlers for move charge at task migration. */
5067 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5068 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5069 {
5070         int ret = 0;
5071         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5072         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5073
5074         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5075                 mc.precharge += count;
5076                 /* we don't need css_get for root */
5077                 return ret;
5078         }
5079         /* try to charge at once */
5080         if (count > 1) {
5081                 struct res_counter *dummy;
5082                 /*
5083                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5084                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5085                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5086                  * css_get().
5087                  */
5088                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5089                         goto one_by_one;
5090                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5091                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5092                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5093                         goto one_by_one;
5094                 }
5095                 mc.precharge += count;
5096                 return ret;
5097         }
5098 one_by_one:
5099         /* fall back to one by one charge */
5100         while (count--) {
5101                 if (signal_pending(current)) {
5102                         ret = -EINTR;
5103                         break;
5104                 }
5105                 if (!batch_count--) {
5106                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5107                         cond_resched();
5108                 }
5109                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5110                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5111                 if (ret)
5112                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5113                         return ret;
5114                 mc.precharge++;
5115         }
5116         return ret;
5117 }
5118
5119 /**
5120  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5121  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5122  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5123  * @ptent: the pte to be checked
5124  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5125  *
5126  * Returns
5127  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5128  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5129  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5130  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5131  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5132  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5133  *     in target->ent.
5134  *
5135  * Called with pte lock held.
5136  */
5137 union mc_target {
5138         struct page     *page;
5139         swp_entry_t     ent;
5140 };
5141
5142 enum mc_target_type {
5143         MC_TARGET_NONE = 0,
5144         MC_TARGET_PAGE,
5145         MC_TARGET_SWAP,
5146 };
5147
5148 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5149                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5150 {
5151         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5152
5153         if (!page || !page_mapped(page))
5154                 return NULL;
5155         if (PageAnon(page)) {
5156                 /* we don't move shared anon */
5157                 if (!move_anon())
5158                         return NULL;
5159         } else if (!move_file())
5160                 /* we ignore mapcount for file pages */
5161                 return NULL;
5162         if (!get_page_unless_zero(page))
5163                 return NULL;
5164
5165         return page;
5166 }
5167
5168 #ifdef CONFIG_SWAP
5169 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5170                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5171 {
5172         struct page *page = NULL;
5173         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5174
5175         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5176                 return NULL;
5177         /*
5178          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5179          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5180          */
5181         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
5182         if (do_swap_account)
5183                 entry->val = ent.val;
5184
5185         return page;
5186 }
5187 #else
5188 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5189                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5190 {
5191         return NULL;
5192 }
5193 #endif
5194
5195 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5196                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5197 {
5198         struct page *page = NULL;
5199         struct address_space *mapping;
5200         pgoff_t pgoff;
5201
5202         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5203                 return NULL;
5204         if (!move_file())
5205                 return NULL;
5206
5207         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5208         if (pte_none(ptent))
5209                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5210         else /* pte_file(ptent) is true */
5211                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5212
5213         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5214         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5215
5216 #ifdef CONFIG_SWAP
5217         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5218         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5219                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5220                 if (do_swap_account)
5221                         *entry = swap;
5222                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5223         }
5224 #endif
5225         return page;
5226 }
5227
5228 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5229                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5230 {
5231         struct page *page = NULL;
5232         struct page_cgroup *pc;
5233         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5234         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5235
5236         if (pte_present(ptent))
5237                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5238         else if (is_swap_pte(ptent))
5239                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5240         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5241                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5242
5243         if (!page && !ent.val)
5244                 return ret;
5245         if (page) {
5246                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5247                 /*
5248                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5249                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5250                  * the lock.
5251                  */
5252                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5253                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5254                         if (target)
5255                                 target->page = page;
5256                 }
5257                 if (!ret || !target)
5258                         put_page(page);
5259         }
5260         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5261         if (ent.val && !ret &&
5262                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5263                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5264                 if (target)
5265                         target->ent = ent;
5266         }
5267         return ret;
5268 }
5269
5270 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5271 /*
5272  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5273  * support them for now.
5274  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5275  */
5276 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5277                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5278 {
5279         struct page *page = NULL;
5280         struct page_cgroup *pc;
5281         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5282
5283         page = pmd_page(pmd);
5284         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5285         if (!move_anon())
5286                 return ret;
5287         pc = lookup_page_cgroup(page);
5288         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5289                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5290                 if (target) {
5291                         get_page(page);
5292                         target->page = page;
5293                 }
5294         }
5295         return ret;
5296 }
5297 #else
5298 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5299                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5300 {
5301         return MC_TARGET_NONE;
5302 }
5303 #endif
5304
5305 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5306                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5307                                         struct mm_walk *walk)
5308 {
5309         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5310         pte_t *pte;
5311         spinlock_t *ptl;
5312
5313         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5314                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5315                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5316                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5317                 return 0;
5318         }
5319
5320         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5321                 return 0;
5322         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5323         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5324                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5325                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5326         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5327         cond_resched();
5328
5329         return 0;
5330 }
5331
5332 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5333 {
5334         unsigned long precharge;
5335         struct vm_area_struct *vma;
5336
5337         down_read(&mm->mmap_sem);
5338         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5339                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5340                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5341                         .mm = mm,
5342                         .private = vma,
5343                 };
5344                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5345                         continue;
5346                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5347                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5348         }
5349         up_read(&mm->mmap_sem);
5350
5351         precharge = mc.precharge;
5352         mc.precharge = 0;
5353
5354         return precharge;
5355 }
5356
5357 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5358 {
5359         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5360
5361         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5362         mc.moving_task = current;
5363         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5364 }
5365
5366 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5367 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5368 {
5369         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5370         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5371
5372         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5373         if (mc.precharge) {
5374                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5375                 mc.precharge = 0;
5376         }
5377         /*
5378          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5379          * we must uncharge here.
5380          */
5381         if (mc.moved_charge) {
5382                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5383                 mc.moved_charge = 0;
5384         }
5385         /* we must fixup refcnts and charges */
5386         if (mc.moved_swap) {
5387                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5388                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5389                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5390                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5391                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5392
5393                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5394                         /*
5395                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5396                          * uncharge to->res.
5397                          */
5398                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5399                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5400                 }
5401                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5402                 mc.moved_swap = 0;
5403         }
5404         memcg_oom_recover(from);
5405         memcg_oom_recover(to);
5406         wake_up_all(&mc.waitq);
5407 }
5408
5409 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5410 {
5411         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5412
5413         /*
5414          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5415          * task migration.
5416          */
5417         mc.moving_task = NULL;
5418         __mem_cgroup_clear_mc();
5419         spin_lock(&mc.lock);
5420         mc.from = NULL;
5421         mc.to = NULL;
5422         spin_unlock(&mc.lock);
5423         mem_cgroup_end_move(from);
5424 }
5425
5426 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5427                                  struct cgroup_taskset *tset)
5428 {
5429         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5430         int ret = 0;
5431         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5432
5433         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5434                 struct mm_struct *mm;
5435                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5436
5437                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5438
5439                 mm = get_task_mm(p);
5440                 if (!mm)
5441                         return 0;
5442                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5443                 if (mm->owner == p) {
5444                         VM_BUG_ON(mc.from);
5445                         VM_BUG_ON(mc.to);
5446                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5447                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5448                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5449                         mem_cgroup_start_move(from);
5450                         spin_lock(&mc.lock);
5451                         mc.from = from;
5452                         mc.to = memcg;
5453                         spin_unlock(&mc.lock);
5454                         /* We set mc.moving_task later */
5455
5456                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5457                         if (ret)
5458                                 mem_cgroup_clear_mc();
5459                 }
5460                 mmput(mm);
5461         }
5462         return ret;
5463 }
5464
5465 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5466                                      struct cgroup_taskset *tset)
5467 {
5468         mem_cgroup_clear_mc();
5469 }
5470
5471 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5472                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5473                                 struct mm_walk *walk)
5474 {
5475         int ret = 0;
5476         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5477         pte_t *pte;
5478         spinlock_t *ptl;
5479         enum mc_target_type target_type;
5480         union mc_target target;
5481         struct page *page;
5482         struct page_cgroup *pc;
5483
5484         /*
5485          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5486          * happens because:
5487          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5488          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5489          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5490          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5491          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5492          *    part of thp split is not executed yet.
5493          */
5494         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5495                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5496                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5497                         return 0;
5498                 }
5499                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5500                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5501                         page = target.page;
5502                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5503                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5504                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5505                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
5506                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5507                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5508                                 }
5509                                 putback_lru_page(page);
5510                         }
5511                         put_page(page);
5512                 }
5513                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5514                 return 0;
5515         }
5516
5517         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5518                 return 0;
5519 retry:
5520         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5521         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5522                 pte_t ptent = *(pte++);
5523                 swp_entry_t ent;
5524
5525                 if (!mc.precharge)
5526                         break;
5527
5528                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5529                 case MC_TARGET_PAGE:
5530                         page = target.page;
5531                         if (isolate_lru_page(page))
5532                                 goto put;
5533                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5534                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5535                                                      mc.from, mc.to)) {
5536                                 mc.precharge--;
5537                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5538                                 mc.moved_charge++;
5539                         }
5540                         putback_lru_page(page);
5541 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5542                         put_page(page);
5543                         break;
5544                 case MC_TARGET_SWAP:
5545                         ent = target.ent;
5546                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5547                                 mc.precharge--;
5548                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5549                                 mc.moved_swap++;
5550                         }
5551                         break;
5552                 default:
5553                         break;
5554                 }
5555         }
5556         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5557         cond_resched();
5558
5559         if (addr != end) {
5560                 /*
5561                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5562                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5563                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5564                  * phase.
5565                  */
5566                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5567                 if (!ret)
5568                         goto retry;
5569         }
5570
5571         return ret;
5572 }
5573
5574 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5575 {
5576         struct vm_area_struct *vma;
5577
5578         lru_add_drain_all();
5579 retry:
5580         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5581                 /*
5582                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5583                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5584                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5585                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5586                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5587                  */
5588                 __mem_cgroup_clear_mc();
5589                 cond_resched();
5590                 goto retry;
5591         }
5592         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5593                 int ret;
5594                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5595                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5596                         .mm = mm,
5597                         .private = vma,
5598                 };
5599                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5600                         continue;
5601                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5602                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5603                 if (ret)
5604                         /*
5605                          * means we have consumed all precharges and failed in
5606                          * doing additional charge. Just abandon here.
5607                          */
5608                         break;
5609         }
5610         up_read(&mm->mmap_sem);
5611 }
5612
5613 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5614                                  struct cgroup_taskset *tset)
5615 {
5616         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5617         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5618
5619         if (mm) {
5620                 if (mc.to)
5621                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5622                 mmput(mm);
5623         }
5624         if (mc.to)
5625                 mem_cgroup_clear_mc();
5626 }
5627 #else   /* !CONFIG_MMU */
5628 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5629                                  struct cgroup_taskset *tset)
5630 {
5631         return 0;
5632 }
5633 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5634                                      struct cgroup_taskset *tset)
5635 {
5636 }
5637 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5638                                  struct cgroup_taskset *tset)
5639 {
5640 }
5641 #endif
5642
5643 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5644         .name = "memory",
5645         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5646         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5647         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5648         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5649         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5650         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5651         .attach = mem_cgroup_move_task,
5652         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
5653         .early_init = 0,
5654         .use_id = 1,
5655 };
5656
5657 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5658 static int __init enable_swap_account(char *s)
5659 {
5660         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5661         if (!strcmp(s, "1"))
5662                 really_do_swap_account = 1;
5663         else if (!strcmp(s, "0"))
5664                 really_do_swap_account = 0;
5665         return 1;
5666 }
5667 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5668
5669 #endif