]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
mm/memcg: kill mem_cgroup_lru_del()
[karo-tx-linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/mutex.h>
38 #include <linux/rbtree.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/tcp_memcontrol.h>
55
56 #include <asm/uaccess.h>
57
58 #include <trace/events/vmscan.h>
59
60 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
61 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
62 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
63
64 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
65 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
66 int do_swap_account __read_mostly;
67
68 /* for remember boot option*/
69 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
70 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
71 #else
72 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
73 #endif
74
75 #else
76 #define do_swap_account         (0)
77 #endif
78
79
80 /*
81  * Statistics for memory cgroup.
82  */
83 enum mem_cgroup_stat_index {
84         /*
85          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
86          */
87         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
88         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
89         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
90         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
91         MEM_CGROUP_STAT_DATA, /* end of data requires synchronization */
92         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
93 };
94
95 enum mem_cgroup_events_index {
96         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
97         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
102 };
103 /*
104  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
105  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
106  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
107  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
108  */
109 enum mem_cgroup_events_target {
110         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
111         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
112         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
113         MEM_CGROUP_NTARGETS,
114 };
115 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET (128)
116 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET (1024)
117 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  (1024)
118
119 struct mem_cgroup_stat_cpu {
120         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
121         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
122         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
123 };
124
125 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
126         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
127         int position;
128         /* scan generation, increased every round-trip */
129         unsigned int generation;
130 };
131
132 /*
133  * per-zone information in memory controller.
134  */
135 struct mem_cgroup_per_zone {
136         struct lruvec           lruvec;
137         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
138
139         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
140
141         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
142         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
143                                                 /* the soft limit is exceeded*/
144         bool                    on_tree;
145         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
146                                                 /* use container_of        */
147 };
148
149 struct mem_cgroup_per_node {
150         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
151 };
152
153 struct mem_cgroup_lru_info {
154         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
155 };
156
157 /*
158  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
159  * their hierarchy representation
160  */
161
162 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
163         struct rb_root rb_root;
164         spinlock_t lock;
165 };
166
167 struct mem_cgroup_tree_per_node {
168         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
169 };
170
171 struct mem_cgroup_tree {
172         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
173 };
174
175 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
176
177 struct mem_cgroup_threshold {
178         struct eventfd_ctx *eventfd;
179         u64 threshold;
180 };
181
182 /* For threshold */
183 struct mem_cgroup_threshold_ary {
184         /* An array index points to threshold just below usage. */
185         int current_threshold;
186         /* Size of entries[] */
187         unsigned int size;
188         /* Array of thresholds */
189         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
190 };
191
192 struct mem_cgroup_thresholds {
193         /* Primary thresholds array */
194         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
195         /*
196          * Spare threshold array.
197          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
198          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
199          */
200         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
201 };
202
203 /* for OOM */
204 struct mem_cgroup_eventfd_list {
205         struct list_head list;
206         struct eventfd_ctx *eventfd;
207 };
208
209 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
210 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
211
212 /*
213  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
214  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
215  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
216  * to help the administrator determine what knobs to tune.
217  *
218  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
219  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
220  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
221  * a feature that will be implemented much later in the future.
222  */
223 struct mem_cgroup {
224         struct cgroup_subsys_state css;
225         /*
226          * the counter to account for memory usage
227          */
228         struct res_counter res;
229
230         union {
231                 /*
232                  * the counter to account for mem+swap usage.
233                  */
234                 struct res_counter memsw;
235
236                 /*
237                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
238                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
239                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
240                  * in a union with the res field, but res plays a much
241                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
242                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
243                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
244                  */
245                 struct rcu_head rcu_freeing;
246                 /*
247                  * But when using vfree(), that cannot be done at
248                  * interrupt time, so we must then queue the work.
249                  */
250                 struct work_struct work_freeing;
251         };
252
253         /*
254          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
255          * per zone LRU lists.
256          */
257         struct mem_cgroup_lru_info info;
258         int last_scanned_node;
259 #if MAX_NUMNODES > 1
260         nodemask_t      scan_nodes;
261         atomic_t        numainfo_events;
262         atomic_t        numainfo_updating;
263 #endif
264         /*
265          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
266          */
267         bool use_hierarchy;
268
269         bool            oom_lock;
270         atomic_t        under_oom;
271
272         atomic_t        refcnt;
273
274         int     swappiness;
275         /* OOM-Killer disable */
276         int             oom_kill_disable;
277
278         /* set when res.limit == memsw.limit */
279         bool            memsw_is_minimum;
280
281         /* protect arrays of thresholds */
282         struct mutex thresholds_lock;
283
284         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
285         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
286
287         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
288         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
289
290         /* For oom notifier event fd */
291         struct list_head oom_notify;
292
293         /*
294          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
295          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
296          */
297         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
298         /*
299          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
300          */
301         atomic_t        moving_account;
302         /* taken only while moving_account > 0 */
303         spinlock_t      move_lock;
304         /*
305          * percpu counter.
306          */
307         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
308         /*
309          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
310          * See mem_cgroup_read_stat().
311          */
312         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
313         spinlock_t pcp_counter_lock;
314
315 #ifdef CONFIG_INET
316         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
317 #endif
318 };
319
320 /* Stuffs for move charges at task migration. */
321 /*
322  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
323  * left-shifted bitmap of these types.
324  */
325 enum move_type {
326         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
327         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
328         NR_MOVE_TYPE,
329 };
330
331 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
332 static struct move_charge_struct {
333         spinlock_t        lock; /* for from, to */
334         struct mem_cgroup *from;
335         struct mem_cgroup *to;
336         unsigned long precharge;
337         unsigned long moved_charge;
338         unsigned long moved_swap;
339         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
340         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
341 } mc = {
342         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
343         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
344 };
345
346 static bool move_anon(void)
347 {
348         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
349                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
350 }
351
352 static bool move_file(void)
353 {
354         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
355                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
356 }
357
358 /*
359  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
360  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
361  */
362 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
363 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
364
365 enum charge_type {
366         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
367         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
368         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
369         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
370         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
371         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
372         NR_CHARGE_TYPE,
373 };
374
375 /* for encoding cft->private value on file */
376 #define _MEM                    (0)
377 #define _MEMSWAP                (1)
378 #define _OOM_TYPE               (2)
379 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
380 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
381 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
382 /* Used for OOM nofiier */
383 #define OOM_CONTROL             (0)
384
385 /*
386  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
387  */
388 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
389 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
390 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
391 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
392
393 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
394 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
395
396 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
397 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
398 #include <net/sock.h>
399 #include <net/ip.h>
400
401 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
402 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
403 {
404         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
405                 struct mem_cgroup *memcg;
406
407                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
408
409                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
410                  * filled. It won't however, necessarily happen from
411                  * process context. So the test for root memcg given
412                  * the current task's memcg won't help us in this case.
413                  *
414                  * Respecting the original socket's memcg is a better
415                  * decision in this case.
416                  */
417                 if (sk->sk_cgrp) {
418                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
419                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
420                         return;
421                 }
422
423                 rcu_read_lock();
424                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
425                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
426                         mem_cgroup_get(memcg);
427                         sk->sk_cgrp = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
428                 }
429                 rcu_read_unlock();
430         }
431 }
432 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
433
434 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
435 {
436         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
437                 struct mem_cgroup *memcg;
438                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
439                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
440                 mem_cgroup_put(memcg);
441         }
442 }
443
444 #ifdef CONFIG_INET
445 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
446 {
447         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
448                 return NULL;
449
450         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
451 }
452 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
453 #endif /* CONFIG_INET */
454 #endif /* CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM */
455
456 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
457
458 static struct mem_cgroup_per_zone *
459 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
460 {
461         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
462 }
463
464 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
465 {
466         return &memcg->css;
467 }
468
469 static struct mem_cgroup_per_zone *
470 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
471 {
472         int nid = page_to_nid(page);
473         int zid = page_zonenum(page);
474
475         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
476 }
477
478 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
479 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
480 {
481         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
482 }
483
484 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
485 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
486 {
487         int nid = page_to_nid(page);
488         int zid = page_zonenum(page);
489
490         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
491 }
492
493 static void
494 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
495                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
496                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
497                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
498 {
499         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
500         struct rb_node *parent = NULL;
501         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
502
503         if (mz->on_tree)
504                 return;
505
506         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
507         if (!mz->usage_in_excess)
508                 return;
509         while (*p) {
510                 parent = *p;
511                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
512                                         tree_node);
513                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
514                         p = &(*p)->rb_left;
515                 /*
516                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
517                  * limit by the same amount
518                  */
519                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
520                         p = &(*p)->rb_right;
521         }
522         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
523         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
524         mz->on_tree = true;
525 }
526
527 static void
528 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
529                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
530                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
531 {
532         if (!mz->on_tree)
533                 return;
534         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
535         mz->on_tree = false;
536 }
537
538 static void
539 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
540                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
541                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
542 {
543         spin_lock(&mctz->lock);
544         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
545         spin_unlock(&mctz->lock);
546 }
547
548
549 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
550 {
551         unsigned long long excess;
552         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
553         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
554         int nid = page_to_nid(page);
555         int zid = page_zonenum(page);
556         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
557
558         /*
559          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
560          * because their event counter is not touched.
561          */
562         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
563                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
564                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
565                 /*
566                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
567                  * mem is over its softlimit.
568                  */
569                 if (excess || mz->on_tree) {
570                         spin_lock(&mctz->lock);
571                         /* if on-tree, remove it */
572                         if (mz->on_tree)
573                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
574                         /*
575                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
576                          * If excess is 0, no tree ops.
577                          */
578                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
579                         spin_unlock(&mctz->lock);
580                 }
581         }
582 }
583
584 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
585 {
586         int node, zone;
587         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
588         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
589
590         for_each_node(node) {
591                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
592                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
593                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
594                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
595                 }
596         }
597 }
598
599 static struct mem_cgroup_per_zone *
600 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
601 {
602         struct rb_node *rightmost = NULL;
603         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
604
605 retry:
606         mz = NULL;
607         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
608         if (!rightmost)
609                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
610
611         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
612         /*
613          * Remove the node now but someone else can add it back,
614          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
615          * position in the tree.
616          */
617         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
618         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
619                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
620                 goto retry;
621 done:
622         return mz;
623 }
624
625 static struct mem_cgroup_per_zone *
626 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
627 {
628         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
629
630         spin_lock(&mctz->lock);
631         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
632         spin_unlock(&mctz->lock);
633         return mz;
634 }
635
636 /*
637  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
638  *
639  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
640  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
641  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
642  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
643  *
644  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
645  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
646  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
647  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
648  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
649  *
650  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
651  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
652  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
653  * implemented.
654  */
655 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
656                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
657 {
658         long val = 0;
659         int cpu;
660
661         get_online_cpus();
662         for_each_online_cpu(cpu)
663                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
664 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
665         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
666         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
667         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
668 #endif
669         put_online_cpus();
670         return val;
671 }
672
673 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
674                                          bool charge)
675 {
676         int val = (charge) ? 1 : -1;
677         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
678 }
679
680 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
681                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
682 {
683         unsigned long val = 0;
684         int cpu;
685
686         for_each_online_cpu(cpu)
687                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
688 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
689         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
690         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
691         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
692 #endif
693         return val;
694 }
695
696 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
697                                          bool anon, int nr_pages)
698 {
699         preempt_disable();
700
701         /*
702          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
703          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
704          */
705         if (anon)
706                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
707                                 nr_pages);
708         else
709                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
710                                 nr_pages);
711
712         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
713         if (nr_pages > 0)
714                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
715         else {
716                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
717                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
718         }
719
720         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
721
722         preempt_enable();
723 }
724
725 unsigned long
726 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
727                         unsigned int lru_mask)
728 {
729         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
730         enum lru_list lru;
731         unsigned long ret = 0;
732
733         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
734
735         for_each_lru(lru) {
736                 if (BIT(lru) & lru_mask)
737                         ret += mz->lru_size[lru];
738         }
739         return ret;
740 }
741
742 static unsigned long
743 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
744                         int nid, unsigned int lru_mask)
745 {
746         u64 total = 0;
747         int zid;
748
749         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
750                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
751                                                 nid, zid, lru_mask);
752
753         return total;
754 }
755
756 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
757                         unsigned int lru_mask)
758 {
759         int nid;
760         u64 total = 0;
761
762         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
763                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
764         return total;
765 }
766
767 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
768                                        enum mem_cgroup_events_target target)
769 {
770         unsigned long val, next;
771
772         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
773         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
774         /* from time_after() in jiffies.h */
775         if ((long)next - (long)val < 0) {
776                 switch (target) {
777                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
778                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
779                         break;
780                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
781                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
782                         break;
783                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
784                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
785                         break;
786                 default:
787                         break;
788                 }
789                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
790                 return true;
791         }
792         return false;
793 }
794
795 /*
796  * Check events in order.
797  *
798  */
799 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
800 {
801         preempt_disable();
802         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
803         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
804                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
805                 bool do_softlimit;
806                 bool do_numainfo __maybe_unused;
807
808                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
809                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
810 #if MAX_NUMNODES > 1
811                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
812                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
813 #endif
814                 preempt_enable();
815
816                 mem_cgroup_threshold(memcg);
817                 if (unlikely(do_softlimit))
818                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
819 #if MAX_NUMNODES > 1
820                 if (unlikely(do_numainfo))
821                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
822 #endif
823         } else
824                 preempt_enable();
825 }
826
827 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
828 {
829         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
830                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
831                                 css);
832 }
833
834 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
835 {
836         /*
837          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
838          * if it races with swapoff, page migration, etc.
839          * So this can be called with p == NULL.
840          */
841         if (unlikely(!p))
842                 return NULL;
843
844         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
845                                 struct mem_cgroup, css);
846 }
847
848 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
849 {
850         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
851
852         if (!mm)
853                 return NULL;
854         /*
855          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
856          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
857          * pessimistic (rather than adding locks here).
858          */
859         rcu_read_lock();
860         do {
861                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
862                 if (unlikely(!memcg))
863                         break;
864         } while (!css_tryget(&memcg->css));
865         rcu_read_unlock();
866         return memcg;
867 }
868
869 /**
870  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
871  * @root: hierarchy root
872  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
873  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
874  *
875  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
876  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
877  *
878  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
879  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
880  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
881  *
882  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
883  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
884  * reclaimers operating on the same zone and priority.
885  */
886 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
887                                    struct mem_cgroup *prev,
888                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
889 {
890         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
891         int id = 0;
892
893         if (mem_cgroup_disabled())
894                 return NULL;
895
896         if (!root)
897                 root = root_mem_cgroup;
898
899         if (prev && !reclaim)
900                 id = css_id(&prev->css);
901
902         if (prev && prev != root)
903                 css_put(&prev->css);
904
905         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
906                 if (prev)
907                         return NULL;
908                 return root;
909         }
910
911         while (!memcg) {
912                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
913                 struct cgroup_subsys_state *css;
914
915                 if (reclaim) {
916                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
917                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
918                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
919
920                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
921                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
922                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
923                                 return NULL;
924                         id = iter->position;
925                 }
926
927                 rcu_read_lock();
928                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
929                 if (css) {
930                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
931                                 memcg = container_of(css,
932                                                      struct mem_cgroup, css);
933                 } else
934                         id = 0;
935                 rcu_read_unlock();
936
937                 if (reclaim) {
938                         iter->position = id;
939                         if (!css)
940                                 iter->generation++;
941                         else if (!prev && memcg)
942                                 reclaim->generation = iter->generation;
943                 }
944
945                 if (prev && !css)
946                         return NULL;
947         }
948         return memcg;
949 }
950
951 /**
952  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
953  * @root: hierarchy root
954  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
955  */
956 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
957                            struct mem_cgroup *prev)
958 {
959         if (!root)
960                 root = root_mem_cgroup;
961         if (prev && prev != root)
962                 css_put(&prev->css);
963 }
964
965 /*
966  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
967  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
968  * be used for reference counting.
969  */
970 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
971         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
972              iter != NULL;                              \
973              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
974
975 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
976         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
977              iter != NULL;                              \
978              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
979
980 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
981 {
982         return (memcg == root_mem_cgroup);
983 }
984
985 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
986 {
987         struct mem_cgroup *memcg;
988
989         if (!mm)
990                 return;
991
992         rcu_read_lock();
993         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
994         if (unlikely(!memcg))
995                 goto out;
996
997         switch (idx) {
998         case PGFAULT:
999                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1000                 break;
1001         case PGMAJFAULT:
1002                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1003                 break;
1004         default:
1005                 BUG();
1006         }
1007 out:
1008         rcu_read_unlock();
1009 }
1010 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1011
1012 /**
1013  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1014  * @zone: zone of the wanted lruvec
1015  * @mem: memcg of the wanted lruvec
1016  *
1017  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1018  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1019  * is disabled.
1020  */
1021 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1022                                       struct mem_cgroup *memcg)
1023 {
1024         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1025
1026         if (mem_cgroup_disabled())
1027                 return &zone->lruvec;
1028
1029         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1030         return &mz->lruvec;
1031 }
1032
1033 /*
1034  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1035  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1036  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1037  *
1038  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1039  * 1. charge
1040  * 2. moving account
1041  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1042  * It is added to LRU before charge.
1043  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1044  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1045  */
1046
1047 /**
1048  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1049  * @zone: zone of the page
1050  * @page: the page
1051  * @lru: current lru
1052  *
1053  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1054  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1055  *
1056  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1057  * the returned lruvec->lists[@lru].
1058  */
1059 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1060                                        enum lru_list lru)
1061 {
1062         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1063         struct mem_cgroup *memcg;
1064         struct page_cgroup *pc;
1065
1066         if (mem_cgroup_disabled())
1067                 return &zone->lruvec;
1068
1069         pc = lookup_page_cgroup(page);
1070         memcg = pc->mem_cgroup;
1071
1072         /*
1073          * Surreptitiously switch any uncharged page to root:
1074          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1075          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1076          *
1077          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1078          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1079          * of pc->mem_cgroup safe.
1080          */
1081         if (!PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1082                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1083
1084         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1085         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1086         mz->lru_size[lru] += 1 << compound_order(page);
1087         return &mz->lruvec;
1088 }
1089
1090 /**
1091  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1092  * @page: the page
1093  * @lru: target lru
1094  *
1095  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1096  *
1097  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1098  * @page->lru.
1099  */
1100 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1101 {
1102         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1103         struct mem_cgroup *memcg;
1104         struct page_cgroup *pc;
1105
1106         if (mem_cgroup_disabled())
1107                 return;
1108
1109         pc = lookup_page_cgroup(page);
1110         memcg = pc->mem_cgroup;
1111         VM_BUG_ON(!memcg);
1112         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1113         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1114         VM_BUG_ON(mz->lru_size[lru] < (1 << compound_order(page)));
1115         mz->lru_size[lru] -= 1 << compound_order(page);
1116 }
1117
1118 /**
1119  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1120  * @zone: zone of the page
1121  * @page: the page
1122  * @from: current lru
1123  * @to: target lru
1124  *
1125  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1126  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1127  * @page is charged to.
1128  *
1129  * The callsite is then responsible for physically relinking
1130  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1131  */
1132 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1133                                          struct page *page,
1134                                          enum lru_list from,
1135                                          enum lru_list to)
1136 {
1137         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1138         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1139         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1140 }
1141
1142 /*
1143  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1144  * hierarchy subtree
1145  */
1146 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1147                 struct mem_cgroup *memcg)
1148 {
1149         if (root_memcg != memcg) {
1150                 return (root_memcg->use_hierarchy &&
1151                         css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css));
1152         }
1153
1154         return true;
1155 }
1156
1157 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1158 {
1159         int ret;
1160         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1161         struct task_struct *p;
1162
1163         p = find_lock_task_mm(task);
1164         if (p) {
1165                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1166                 task_unlock(p);
1167         } else {
1168                 /*
1169                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1170                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1171                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1172                  */
1173                 task_lock(task);
1174                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1175                 if (curr)
1176                         css_get(&curr->css);
1177                 task_unlock(task);
1178         }
1179         if (!curr)
1180                 return 0;
1181         /*
1182          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1183          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1184          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1185          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1186          */
1187         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1188         css_put(&curr->css);
1189         return ret;
1190 }
1191
1192 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1193 {
1194         unsigned long inactive_ratio;
1195         int nid = zone_to_nid(zone);
1196         int zid = zone_idx(zone);
1197         unsigned long inactive;
1198         unsigned long active;
1199         unsigned long gb;
1200
1201         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1202                                                 BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1203         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1204                                               BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1205
1206         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1207         if (gb)
1208                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1209         else
1210                 inactive_ratio = 1;
1211
1212         return inactive * inactive_ratio < active;
1213 }
1214
1215 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1216 {
1217         unsigned long active;
1218         unsigned long inactive;
1219         int zid = zone_idx(zone);
1220         int nid = zone_to_nid(zone);
1221
1222         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1223                                                 BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1224         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1225                                               BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1226
1227         return (active > inactive);
1228 }
1229
1230 struct zone_reclaim_stat *
1231 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1232 {
1233         struct page_cgroup *pc;
1234         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1235
1236         if (mem_cgroup_disabled())
1237                 return NULL;
1238
1239         pc = lookup_page_cgroup(page);
1240         if (!PageCgroupUsed(pc))
1241                 return NULL;
1242         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1243         smp_rmb();
1244         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1245         return &mz->lruvec.reclaim_stat;
1246 }
1247
1248 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1249         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1250
1251 /**
1252  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1253  * @mem: the memory cgroup
1254  *
1255  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1256  * pages.
1257  */
1258 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1259 {
1260         unsigned long long margin;
1261
1262         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1263         if (do_swap_account)
1264                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1265         return margin >> PAGE_SHIFT;
1266 }
1267
1268 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1269 {
1270         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1271
1272         /* root ? */
1273         if (cgrp->parent == NULL)
1274                 return vm_swappiness;
1275
1276         return memcg->swappiness;
1277 }
1278
1279 /*
1280  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1281  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1282  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1283  * rcu_read_lock(), like this:
1284  *
1285  *         CPU-A                                    CPU-B
1286  *                                              rcu_read_lock()
1287  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1288  *                                                   take heavy locks.
1289  *         synchronize_rcu()                    update something.
1290  *                                              rcu_read_unlock()
1291  *         start move here.
1292  */
1293
1294 /* for quick checking without looking up memcg */
1295 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1296
1297 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1298 {
1299         atomic_inc(&memcg_moving);
1300         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1301         synchronize_rcu();
1302 }
1303
1304 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1305 {
1306         /*
1307          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1308          * We check NULL in callee rather than caller.
1309          */
1310         if (memcg) {
1311                 atomic_dec(&memcg_moving);
1312                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1313         }
1314 }
1315
1316 /*
1317  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1318  *
1319  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1320  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1321  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1322  *
1323  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1324  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1325  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1326  */
1327
1328 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1329 {
1330         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1331         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1332 }
1333
1334 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1335 {
1336         struct mem_cgroup *from;
1337         struct mem_cgroup *to;
1338         bool ret = false;
1339         /*
1340          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1341          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1342          */
1343         spin_lock(&mc.lock);
1344         from = mc.from;
1345         to = mc.to;
1346         if (!from)
1347                 goto unlock;
1348
1349         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1350                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1351 unlock:
1352         spin_unlock(&mc.lock);
1353         return ret;
1354 }
1355
1356 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1357 {
1358         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1359                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1360                         DEFINE_WAIT(wait);
1361                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1362                         /* moving charge context might have finished. */
1363                         if (mc.moving_task)
1364                                 schedule();
1365                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1366                         return true;
1367                 }
1368         }
1369         return false;
1370 }
1371
1372 /*
1373  * Take this lock when
1374  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1375  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1376  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1377  */
1378 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1379                                   unsigned long *flags)
1380 {
1381         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1382 }
1383
1384 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1385                                 unsigned long *flags)
1386 {
1387         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1388 }
1389
1390 /**
1391  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1392  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1393  * @p: Task that is going to be killed
1394  *
1395  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1396  * enabled
1397  */
1398 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1399 {
1400         struct cgroup *task_cgrp;
1401         struct cgroup *mem_cgrp;
1402         /*
1403          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1404          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1405          * If this assumption is broken, revisit this code.
1406          */
1407         static char memcg_name[PATH_MAX];
1408         int ret;
1409
1410         if (!memcg || !p)
1411                 return;
1412
1413         rcu_read_lock();
1414
1415         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1416         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1417
1418         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1419         if (ret < 0) {
1420                 /*
1421                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1422                  * But we'll still print out the usage information
1423                  */
1424                 rcu_read_unlock();
1425                 goto done;
1426         }
1427         rcu_read_unlock();
1428
1429         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1430
1431         rcu_read_lock();
1432         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1433         if (ret < 0) {
1434                 rcu_read_unlock();
1435                 goto done;
1436         }
1437         rcu_read_unlock();
1438
1439         /*
1440          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1441          */
1442         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1443 done:
1444
1445         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1446                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1447                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1448                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1449         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1450                 "failcnt %llu\n",
1451                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1452                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1453                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1454 }
1455
1456 /*
1457  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1458  * 1(self count) if no children.
1459  */
1460 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1461 {
1462         int num = 0;
1463         struct mem_cgroup *iter;
1464
1465         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1466                 num++;
1467         return num;
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1472  */
1473 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1474 {
1475         u64 limit;
1476         u64 memsw;
1477
1478         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1479         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1480
1481         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1482         /*
1483          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1484          * to this memcg, return that limit.
1485          */
1486         return min(limit, memsw);
1487 }
1488
1489 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1490                                         gfp_t gfp_mask,
1491                                         unsigned long flags)
1492 {
1493         unsigned long total = 0;
1494         bool noswap = false;
1495         int loop;
1496
1497         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1498                 noswap = true;
1499         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1500                 noswap = true;
1501
1502         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1503                 if (loop)
1504                         drain_all_stock_async(memcg);
1505                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1506                 /*
1507                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1508                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1509                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1510                  */
1511                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1512                         break;
1513                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1514                         break;
1515                 /*
1516                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1517                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1518                  */
1519                 if (loop && !total)
1520                         break;
1521         }
1522         return total;
1523 }
1524
1525 /**
1526  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1527  * @mem: the target memcg
1528  * @nid: the node ID to be checked.
1529  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1530  *
1531  * This function returns whether the specified memcg contains any
1532  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1533  * pages in the node.
1534  */
1535 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1536                 int nid, bool noswap)
1537 {
1538         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1539                 return true;
1540         if (noswap || !total_swap_pages)
1541                 return false;
1542         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1543                 return true;
1544         return false;
1545
1546 }
1547 #if MAX_NUMNODES > 1
1548
1549 /*
1550  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1551  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1552  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1553  *
1554  */
1555 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1556 {
1557         int nid;
1558         /*
1559          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1560          * pagein/pageout changes since the last update.
1561          */
1562         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1563                 return;
1564         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1565                 return;
1566
1567         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1568         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1569
1570         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1571
1572                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1573                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1574         }
1575
1576         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1577         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1582  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1583  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1584  *
1585  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1586  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1587  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1588  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1589  *
1590  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1591  */
1592 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1593 {
1594         int node;
1595
1596         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1597         node = memcg->last_scanned_node;
1598
1599         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1600         if (node == MAX_NUMNODES)
1601                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1602         /*
1603          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1604          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1605          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1606          * we use curret node.
1607          */
1608         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1609                 node = numa_node_id();
1610
1611         memcg->last_scanned_node = node;
1612         return node;
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1617  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1618  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1619  * enough new information. We need to do double check.
1620  */
1621 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1622 {
1623         int nid;
1624
1625         /*
1626          * quick check...making use of scan_node.
1627          * We can skip unused nodes.
1628          */
1629         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1630                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1631                      nid < MAX_NUMNODES;
1632                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1633
1634                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1635                                 return true;
1636                 }
1637         }
1638         /*
1639          * Check rest of nodes.
1640          */
1641         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1642                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1643                         continue;
1644                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1645                         return true;
1646         }
1647         return false;
1648 }
1649
1650 #else
1651 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1652 {
1653         return 0;
1654 }
1655
1656 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1657 {
1658         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1659 }
1660 #endif
1661
1662 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1663                                    struct zone *zone,
1664                                    gfp_t gfp_mask,
1665                                    unsigned long *total_scanned)
1666 {
1667         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1668         int total = 0;
1669         int loop = 0;
1670         unsigned long excess;
1671         unsigned long nr_scanned;
1672         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1673                 .zone = zone,
1674                 .priority = 0,
1675         };
1676
1677         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1678
1679         while (1) {
1680                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1681                 if (!victim) {
1682                         loop++;
1683                         if (loop >= 2) {
1684                                 /*
1685                                  * If we have not been able to reclaim
1686                                  * anything, it might because there are
1687                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1688                                  */
1689                                 if (!total)
1690                                         break;
1691                                 /*
1692                                  * We want to do more targeted reclaim.
1693                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1694                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1695                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1696                                  */
1697                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1698                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1699                                         break;
1700                         }
1701                         continue;
1702                 }
1703                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1704                         continue;
1705                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1706                                                      zone, &nr_scanned);
1707                 *total_scanned += nr_scanned;
1708                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1709                         break;
1710         }
1711         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1712         return total;
1713 }
1714
1715 /*
1716  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1717  * If someone is running, return false.
1718  * Has to be called with memcg_oom_lock
1719  */
1720 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1721 {
1722         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1723
1724         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1725                 if (iter->oom_lock) {
1726                         /*
1727                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1728                          * so we cannot give a lock.
1729                          */
1730                         failed = iter;
1731                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1732                         break;
1733                 } else
1734                         iter->oom_lock = true;
1735         }
1736
1737         if (!failed)
1738                 return true;
1739
1740         /*
1741          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1742          * what we set up to the failing subtree
1743          */
1744         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1745                 if (iter == failed) {
1746                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1747                         break;
1748                 }
1749                 iter->oom_lock = false;
1750         }
1751         return false;
1752 }
1753
1754 /*
1755  * Has to be called with memcg_oom_lock
1756  */
1757 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1758 {
1759         struct mem_cgroup *iter;
1760
1761         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1762                 iter->oom_lock = false;
1763         return 0;
1764 }
1765
1766 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1767 {
1768         struct mem_cgroup *iter;
1769
1770         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1771                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1772 }
1773
1774 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1775 {
1776         struct mem_cgroup *iter;
1777
1778         /*
1779          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1780          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1781          * atomic_add_unless() here.
1782          */
1783         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1784                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1785 }
1786
1787 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1788 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1789
1790 struct oom_wait_info {
1791         struct mem_cgroup *memcg;
1792         wait_queue_t    wait;
1793 };
1794
1795 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1796         unsigned mode, int sync, void *arg)
1797 {
1798         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1799         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1800         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1801
1802         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1803         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1804
1805         /*
1806          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1807          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1808          */
1809         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1810                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1811                 return 0;
1812         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1813 }
1814
1815 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1816 {
1817         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1818         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1819 }
1820
1821 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1822 {
1823         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1824                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1825 }
1826
1827 /*
1828  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1829  */
1830 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1831 {
1832         struct oom_wait_info owait;
1833         bool locked, need_to_kill;
1834
1835         owait.memcg = memcg;
1836         owait.wait.flags = 0;
1837         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1838         owait.wait.private = current;
1839         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1840         need_to_kill = true;
1841         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1842
1843         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1844         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1845         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1846         /*
1847          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1848          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1849          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1850          */
1851         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1852         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1853                 need_to_kill = false;
1854         if (locked)
1855                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1856         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1857
1858         if (need_to_kill) {
1859                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1860                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1861         } else {
1862                 schedule();
1863                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1864         }
1865         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1866         if (locked)
1867                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1868         memcg_wakeup_oom(memcg);
1869         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1870
1871         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1872
1873         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1874                 return false;
1875         /* Give chance to dying process */
1876         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1877         return true;
1878 }
1879
1880 /*
1881  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1882  * generalized to update other statistics as well.
1883  *
1884  * Notes: Race condition
1885  *
1886  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1887  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1888  * to do so _always_.
1889  *
1890  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1891  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1892  * are no race with "charge".
1893  *
1894  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1895  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1896  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1897  * by flags.
1898  *
1899  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1900  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1901  * If there is, we take a lock.
1902  */
1903
1904 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1905                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1906 {
1907         struct mem_cgroup *memcg;
1908         struct page_cgroup *pc;
1909
1910         pc = lookup_page_cgroup(page);
1911 again:
1912         memcg = pc->mem_cgroup;
1913         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1914                 return;
1915         /*
1916          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1917          * need to take move_lock_page_cgroup(). Because we already hold
1918          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1919          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1920          */
1921         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
1922                 return;
1923
1924         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
1925         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
1926                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
1927                 goto again;
1928         }
1929         *locked = true;
1930 }
1931
1932 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
1933 {
1934         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1935
1936         /*
1937          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
1938          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
1939          * should take move_lock_page_cgroup().
1940          */
1941         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
1942 }
1943
1944 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1945                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1946 {
1947         struct mem_cgroup *memcg;
1948         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1949         unsigned long uninitialized_var(flags);
1950
1951         if (mem_cgroup_disabled())
1952                 return;
1953
1954         memcg = pc->mem_cgroup;
1955         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1956                 return;
1957
1958         switch (idx) {
1959         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1960                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1961                 break;
1962         default:
1963                 BUG();
1964         }
1965
1966         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
1967 }
1968
1969 /*
1970  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1971  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1972  */
1973 #define CHARGE_BATCH    32U
1974 struct memcg_stock_pcp {
1975         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1976         unsigned int nr_pages;
1977         struct work_struct work;
1978         unsigned long flags;
1979 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
1980 };
1981 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1982 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1983
1984 /*
1985  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
1986  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
1987  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
1988  * refilled.
1989  */
1990 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
1991 {
1992         struct memcg_stock_pcp *stock;
1993         bool ret = true;
1994
1995         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1996         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
1997                 stock->nr_pages--;
1998         else /* need to call res_counter_charge */
1999                 ret = false;
2000         put_cpu_var(memcg_stock);
2001         return ret;
2002 }
2003
2004 /*
2005  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2006  */
2007 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2008 {
2009         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2010
2011         if (stock->nr_pages) {
2012                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2013
2014                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2015                 if (do_swap_account)
2016                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2017                 stock->nr_pages = 0;
2018         }
2019         stock->cached = NULL;
2020 }
2021
2022 /*
2023  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2024  * a thread which is pinned to local cpu.
2025  */
2026 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2027 {
2028         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2029         drain_stock(stock);
2030         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2031 }
2032
2033 /*
2034  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2035  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2036  */
2037 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2038 {
2039         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2040
2041         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2042                 drain_stock(stock);
2043                 stock->cached = memcg;
2044         }
2045         stock->nr_pages += nr_pages;
2046         put_cpu_var(memcg_stock);
2047 }
2048
2049 /*
2050  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2051  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2052  * until the work is done.
2053  */
2054 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2055 {
2056         int cpu, curcpu;
2057
2058         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2059         get_online_cpus();
2060         curcpu = get_cpu();
2061         for_each_online_cpu(cpu) {
2062                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2063                 struct mem_cgroup *memcg;
2064
2065                 memcg = stock->cached;
2066                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2067                         continue;
2068                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2069                         continue;
2070                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2071                         if (cpu == curcpu)
2072                                 drain_local_stock(&stock->work);
2073                         else
2074                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2075                 }
2076         }
2077         put_cpu();
2078
2079         if (!sync)
2080                 goto out;
2081
2082         for_each_online_cpu(cpu) {
2083                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2084                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2085                         flush_work(&stock->work);
2086         }
2087 out:
2088         put_online_cpus();
2089 }
2090
2091 /*
2092  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2093  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2094  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2095  * it.
2096  */
2097 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2098 {
2099         /*
2100          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2101          */
2102         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2103                 return;
2104         drain_all_stock(root_memcg, false);
2105         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2106 }
2107
2108 /* This is a synchronous drain interface. */
2109 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2110 {
2111         /* called when force_empty is called */
2112         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2113         drain_all_stock(root_memcg, true);
2114         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2115 }
2116
2117 /*
2118  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2119  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2120  */
2121 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2122 {
2123         int i;
2124
2125         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2126         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2127                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2128
2129                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2130                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2131         }
2132         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2133                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2134
2135                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2136                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2137         }
2138         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2139 }
2140
2141 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2142                                         unsigned long action,
2143                                         void *hcpu)
2144 {
2145         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2146         struct memcg_stock_pcp *stock;
2147         struct mem_cgroup *iter;
2148
2149         if (action == CPU_ONLINE)
2150                 return NOTIFY_OK;
2151
2152         if ((action != CPU_DEAD) || action != CPU_DEAD_FROZEN)
2153                 return NOTIFY_OK;
2154
2155         for_each_mem_cgroup(iter)
2156                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2157
2158         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2159         drain_stock(stock);
2160         return NOTIFY_OK;
2161 }
2162
2163
2164 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2165 enum {
2166         CHARGE_OK,              /* success */
2167         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2168         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2169         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2170         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2171 };
2172
2173 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2174                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2175 {
2176         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2177         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2178         struct res_counter *fail_res;
2179         unsigned long flags = 0;
2180         int ret;
2181
2182         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2183
2184         if (likely(!ret)) {
2185                 if (!do_swap_account)
2186                         return CHARGE_OK;
2187                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2188                 if (likely(!ret))
2189                         return CHARGE_OK;
2190
2191                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2192                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2193                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2194         } else
2195                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2196         /*
2197          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2198          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2199          *
2200          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2201          * single page instead.
2202          */
2203         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2204                 return CHARGE_RETRY;
2205
2206         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2207                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2208
2209         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2210         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2211                 return CHARGE_RETRY;
2212         /*
2213          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2214          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2215          * before killing the task.
2216          *
2217          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2218          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2219          * to regular pages anyway in case of failure.
2220          */
2221         if (nr_pages == 1 && ret)
2222                 return CHARGE_RETRY;
2223
2224         /*
2225          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2226          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2227          */
2228         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2229                 return CHARGE_RETRY;
2230
2231         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2232         if (!oom_check)
2233                 return CHARGE_NOMEM;
2234         /* check OOM */
2235         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2236                 return CHARGE_OOM_DIE;
2237
2238         return CHARGE_RETRY;
2239 }
2240
2241 /*
2242  * __mem_cgroup_try_charge() does
2243  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2244  * 2. update res_counter
2245  * 3. call memory reclaim if necessary.
2246  *
2247  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2248  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2249  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2250  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2251  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2252  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2253  *
2254  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2255  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2256  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2257  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2258  *
2259  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2260  * the oom-killer can be invoked.
2261  */
2262 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2263                                    gfp_t gfp_mask,
2264                                    unsigned int nr_pages,
2265                                    struct mem_cgroup **ptr,
2266                                    bool oom)
2267 {
2268         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2269         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2270         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2271         int ret;
2272
2273         /*
2274          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2275          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2276          * MEMDIE process.
2277          */
2278         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2279                      || fatal_signal_pending(current)))
2280                 goto bypass;
2281
2282         /*
2283          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2284          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2285          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2286          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2287          */
2288         if (!*ptr && !mm)
2289                 *ptr = root_mem_cgroup;
2290 again:
2291         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2292                 memcg = *ptr;
2293                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2294                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2295                         goto done;
2296                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2297                         goto done;
2298                 css_get(&memcg->css);
2299         } else {
2300                 struct task_struct *p;
2301
2302                 rcu_read_lock();
2303                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2304                 /*
2305                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2306                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2307                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2308                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2309                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2310                  * small race, here.
2311                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2312                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2313                  */
2314                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2315                 if (!memcg)
2316                         memcg = root_mem_cgroup;
2317                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2318                         rcu_read_unlock();
2319                         goto done;
2320                 }
2321                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2322                         /*
2323                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2324                          * But considering how consume_stok works, it's not
2325                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2326                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2327                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2328                          * calling consume_stock().
2329                          */
2330                         rcu_read_unlock();
2331                         goto done;
2332                 }
2333                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2334                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2335                         rcu_read_unlock();
2336                         goto again;
2337                 }
2338                 rcu_read_unlock();
2339         }
2340
2341         do {
2342                 bool oom_check;
2343
2344                 /* If killed, bypass charge */
2345                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2346                         css_put(&memcg->css);
2347                         goto bypass;
2348                 }
2349
2350                 oom_check = false;
2351                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2352                         oom_check = true;
2353                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2354                 }
2355
2356                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2357                 switch (ret) {
2358                 case CHARGE_OK:
2359                         break;
2360                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2361                         batch = nr_pages;
2362                         css_put(&memcg->css);
2363                         memcg = NULL;
2364                         goto again;
2365                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2366                         css_put(&memcg->css);
2367                         goto nomem;
2368                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2369                         if (!oom) {
2370                                 css_put(&memcg->css);
2371                                 goto nomem;
2372                         }
2373                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2374                         nr_oom_retries--;
2375                         break;
2376                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2377                         css_put(&memcg->css);
2378                         goto bypass;
2379                 }
2380         } while (ret != CHARGE_OK);
2381
2382         if (batch > nr_pages)
2383                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2384         css_put(&memcg->css);
2385 done:
2386         *ptr = memcg;
2387         return 0;
2388 nomem:
2389         *ptr = NULL;
2390         return -ENOMEM;
2391 bypass:
2392         *ptr = root_mem_cgroup;
2393         return -EINTR;
2394 }
2395
2396 /*
2397  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2398  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2399  * gotten by try_charge().
2400  */
2401 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2402                                        unsigned int nr_pages)
2403 {
2404         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2405                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2406
2407                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2408                 if (do_swap_account)
2409                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2410         }
2411 }
2412
2413 /*
2414  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2415  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2416  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2417  * memcg.)
2418  */
2419 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2420 {
2421         struct cgroup_subsys_state *css;
2422
2423         /* ID 0 is unused ID */
2424         if (!id)
2425                 return NULL;
2426         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2427         if (!css)
2428                 return NULL;
2429         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2430 }
2431
2432 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2433 {
2434         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2435         struct page_cgroup *pc;
2436         unsigned short id;
2437         swp_entry_t ent;
2438
2439         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2440
2441         pc = lookup_page_cgroup(page);
2442         lock_page_cgroup(pc);
2443         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2444                 memcg = pc->mem_cgroup;
2445                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2446                         memcg = NULL;
2447         } else if (PageSwapCache(page)) {
2448                 ent.val = page_private(page);
2449                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2450                 rcu_read_lock();
2451                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2452                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2453                         memcg = NULL;
2454                 rcu_read_unlock();
2455         }
2456         unlock_page_cgroup(pc);
2457         return memcg;
2458 }
2459
2460 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2461                                        struct page *page,
2462                                        unsigned int nr_pages,
2463                                        struct page_cgroup *pc,
2464                                        enum charge_type ctype,
2465                                        bool lrucare)
2466 {
2467         struct zone *uninitialized_var(zone);
2468         bool was_on_lru = false;
2469         bool anon;
2470
2471         lock_page_cgroup(pc);
2472         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2473                 unlock_page_cgroup(pc);
2474                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2475                 return;
2476         }
2477         /*
2478          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2479          * accessed by any other context at this point.
2480          */
2481
2482         /*
2483          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2484          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2485          */
2486         if (lrucare) {
2487                 zone = page_zone(page);
2488                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2489                 if (PageLRU(page)) {
2490                         ClearPageLRU(page);
2491                         del_page_from_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2492                         was_on_lru = true;
2493                 }
2494         }
2495
2496         pc->mem_cgroup = memcg;
2497         /*
2498          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2499          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2500          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2501          * before USED bit, we need memory barrier here.
2502          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2503          */
2504         smp_wmb();
2505         SetPageCgroupUsed(pc);
2506
2507         if (lrucare) {
2508                 if (was_on_lru) {
2509                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2510                         SetPageLRU(page);
2511                         add_page_to_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2512                 }
2513                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2514         }
2515
2516         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED)
2517                 anon = true;
2518         else
2519                 anon = false;
2520
2521         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2522         unlock_page_cgroup(pc);
2523
2524         /*
2525          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2526          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2527          * if they exceeds softlimit.
2528          */
2529         memcg_check_events(memcg, page);
2530 }
2531
2532 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2533
2534 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MIGRATION))
2535 /*
2536  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2537  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2538  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2539  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2540  */
2541 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2542 {
2543         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2544         struct page_cgroup *pc;
2545         int i;
2546
2547         if (mem_cgroup_disabled())
2548                 return;
2549         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2550                 pc = head_pc + i;
2551                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2552                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2553                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2554         }
2555 }
2556 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2557
2558 /**
2559  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2560  * @page: the page
2561  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2562  * @pc: page_cgroup of the page.
2563  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2564  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2565  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2566  *
2567  * The caller must confirm following.
2568  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2569  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2570  *
2571  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2572  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2573  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2574  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2575  */
2576 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2577                                    unsigned int nr_pages,
2578                                    struct page_cgroup *pc,
2579                                    struct mem_cgroup *from,
2580                                    struct mem_cgroup *to,
2581                                    bool uncharge)
2582 {
2583         unsigned long flags;
2584         int ret;
2585         bool anon = PageAnon(page);
2586
2587         VM_BUG_ON(from == to);
2588         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2589         /*
2590          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2591          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2592          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2593          * hold it.
2594          */
2595         ret = -EBUSY;
2596         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2597                 goto out;
2598
2599         lock_page_cgroup(pc);
2600
2601         ret = -EINVAL;
2602         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2603                 goto unlock;
2604
2605         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2606
2607         if (!anon && page_mapped(page)) {
2608                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2609                 preempt_disable();
2610                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2611                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2612                 preempt_enable();
2613         }
2614         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2615         if (uncharge)
2616                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2617                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2618
2619         /* caller should have done css_get */
2620         pc->mem_cgroup = to;
2621         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2622         /*
2623          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2624          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2625          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2626          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2627          * status here.
2628          */
2629         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2630         ret = 0;
2631 unlock:
2632         unlock_page_cgroup(pc);
2633         /*
2634          * check events
2635          */
2636         memcg_check_events(to, page);
2637         memcg_check_events(from, page);
2638 out:
2639         return ret;
2640 }
2641
2642 /*
2643  * move charges to its parent.
2644  */
2645
2646 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2647                                   struct page_cgroup *pc,
2648                                   struct mem_cgroup *child,
2649                                   gfp_t gfp_mask)
2650 {
2651         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2652         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2653         struct mem_cgroup *parent;
2654         unsigned int nr_pages;
2655         unsigned long uninitialized_var(flags);
2656         int ret;
2657
2658         /* Is ROOT ? */
2659         if (!pcg)
2660                 return -EINVAL;
2661
2662         ret = -EBUSY;
2663         if (!get_page_unless_zero(page))
2664                 goto out;
2665         if (isolate_lru_page(page))
2666                 goto put;
2667
2668         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2669
2670         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2671         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2672         if (ret)
2673                 goto put_back;
2674
2675         if (nr_pages > 1)
2676                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2677
2678         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2679         if (ret)
2680                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2681
2682         if (nr_pages > 1)
2683                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2684 put_back:
2685         putback_lru_page(page);
2686 put:
2687         put_page(page);
2688 out:
2689         return ret;
2690 }
2691
2692 /*
2693  * Charge the memory controller for page usage.
2694  * Return
2695  * 0 if the charge was successful
2696  * < 0 if the cgroup is over its limit
2697  */
2698 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2699                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2700 {
2701         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2702         unsigned int nr_pages = 1;
2703         struct page_cgroup *pc;
2704         bool oom = true;
2705         int ret;
2706
2707         if (PageTransHuge(page)) {
2708                 nr_pages <<= compound_order(page);
2709                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2710                 /*
2711                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2712                  * fault handler will fall back to regular pages.
2713                  */
2714                 oom = false;
2715         }
2716
2717         pc = lookup_page_cgroup(page);
2718         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2719         if (ret == -ENOMEM)
2720                 return ret;
2721         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, pc, ctype, false);
2722         return 0;
2723 }
2724
2725 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2726                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2727 {
2728         if (mem_cgroup_disabled())
2729                 return 0;
2730         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2731         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2732         VM_BUG_ON(!mm);
2733         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2734                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2735 }
2736
2737 static void
2738 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2739                                         enum charge_type ctype);
2740
2741 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2742                                 gfp_t gfp_mask)
2743 {
2744         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2745         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2746         int ret;
2747
2748         if (mem_cgroup_disabled())
2749                 return 0;
2750         if (PageCompound(page))
2751                 return 0;
2752
2753         if (unlikely(!mm))
2754                 mm = &init_mm;
2755         if (!page_is_file_cache(page))
2756                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2757
2758         if (!PageSwapCache(page))
2759                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2760         else { /* page is swapcache/shmem */
2761                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2762                 if (!ret)
2763                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2764         }
2765         return ret;
2766 }
2767
2768 /*
2769  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2770  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2771  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2772  * "commit()" or removed by "cancel()"
2773  */
2774 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2775                                  struct page *page,
2776                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2777 {
2778         struct mem_cgroup *memcg;
2779         int ret;
2780
2781         *memcgp = NULL;
2782
2783         if (mem_cgroup_disabled())
2784                 return 0;
2785
2786         if (!do_swap_account)
2787                 goto charge_cur_mm;
2788         /*
2789          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2790          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2791          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2792          * KSM case which does need to charge the page.
2793          */
2794         if (!PageSwapCache(page))
2795                 goto charge_cur_mm;
2796         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2797         if (!memcg)
2798                 goto charge_cur_mm;
2799         *memcgp = memcg;
2800         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2801         css_put(&memcg->css);
2802         if (ret == -EINTR)
2803                 ret = 0;
2804         return ret;
2805 charge_cur_mm:
2806         if (unlikely(!mm))
2807                 mm = &init_mm;
2808         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2809         if (ret == -EINTR)
2810                 ret = 0;
2811         return ret;
2812 }
2813
2814 static void
2815 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2816                                         enum charge_type ctype)
2817 {
2818         struct page_cgroup *pc;
2819
2820         if (mem_cgroup_disabled())
2821                 return;
2822         if (!memcg)
2823                 return;
2824         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2825
2826         pc = lookup_page_cgroup(page);
2827         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, pc, ctype, true);
2828         /*
2829          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2830          * counted both as mem and swap....double count.
2831          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2832          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2833          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2834          */
2835         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2836                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2837                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2838         }
2839         /*
2840          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2841          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2842          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2843          */
2844         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2845 }
2846
2847 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2848                                      struct mem_cgroup *memcg)
2849 {
2850         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2851                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2852 }
2853
2854 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2855 {
2856         if (mem_cgroup_disabled())
2857                 return;
2858         if (!memcg)
2859                 return;
2860         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2861 }
2862
2863 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2864                                    unsigned int nr_pages,
2865                                    const enum charge_type ctype)
2866 {
2867         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2868         bool uncharge_memsw = true;
2869
2870         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2871         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2872                 uncharge_memsw = false;
2873
2874         batch = &current->memcg_batch;
2875         /*
2876          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2877          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2878          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2879          */
2880         if (!batch->memcg)
2881                 batch->memcg = memcg;
2882         /*
2883          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2884          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2885          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2886          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2887          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2888          */
2889
2890         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2891                 goto direct_uncharge;
2892
2893         if (nr_pages > 1)
2894                 goto direct_uncharge;
2895
2896         /*
2897          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2898          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2899          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2900          */
2901         if (batch->memcg != memcg)
2902                 goto direct_uncharge;
2903         /* remember freed charge and uncharge it later */
2904         batch->nr_pages++;
2905         if (uncharge_memsw)
2906                 batch->memsw_nr_pages++;
2907         return;
2908 direct_uncharge:
2909         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2910         if (uncharge_memsw)
2911                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2912         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2913                 memcg_oom_recover(memcg);
2914 }
2915
2916 /*
2917  * uncharge if !page_mapped(page)
2918  */
2919 static struct mem_cgroup *
2920 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2921 {
2922         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2923         unsigned int nr_pages = 1;
2924         struct page_cgroup *pc;
2925         bool anon;
2926
2927         if (mem_cgroup_disabled())
2928                 return NULL;
2929
2930         if (PageSwapCache(page))
2931                 return NULL;
2932
2933         if (PageTransHuge(page)) {
2934                 nr_pages <<= compound_order(page);
2935                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2936         }
2937         /*
2938          * Check if our page_cgroup is valid
2939          */
2940         pc = lookup_page_cgroup(page);
2941         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2942                 return NULL;
2943
2944         lock_page_cgroup(pc);
2945
2946         memcg = pc->mem_cgroup;
2947
2948         if (!PageCgroupUsed(pc))
2949                 goto unlock_out;
2950
2951         anon = PageAnon(page);
2952
2953         switch (ctype) {
2954         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2955                 /*
2956                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
2957                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
2958                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
2959                  */
2960                 anon = true;
2961                 /* fallthrough */
2962         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
2963                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
2964                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
2965                         goto unlock_out;
2966                 break;
2967         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
2968                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
2969                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
2970                                 goto unlock_out;
2971                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
2972                                 goto unlock_out;
2973                 break;
2974         default:
2975                 break;
2976         }
2977
2978         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
2979
2980         ClearPageCgroupUsed(pc);
2981         /*
2982          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
2983          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
2984          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
2985          * special functions.
2986          */
2987
2988         unlock_page_cgroup(pc);
2989         /*
2990          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
2991          * will never be freed.
2992          */
2993         memcg_check_events(memcg, page);
2994         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
2995                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
2996                 mem_cgroup_get(memcg);
2997         }
2998         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
2999                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3000
3001         return memcg;
3002
3003 unlock_out:
3004         unlock_page_cgroup(pc);
3005         return NULL;
3006 }
3007
3008 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3009 {
3010         /* early check. */
3011         if (page_mapped(page))
3012                 return;
3013         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3014         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3015 }
3016
3017 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3018 {
3019         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3020         VM_BUG_ON(page->mapping);
3021         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3022 }
3023
3024 /*
3025  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3026  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3027  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3028  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3029  * This may be called prural(2) times in a context,
3030  */
3031
3032 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3033 {
3034         current->memcg_batch.do_batch++;
3035         /* We can do nest. */
3036         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3037                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3038                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3039                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3040         }
3041 }
3042
3043 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3044 {
3045         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3046
3047         if (!batch->do_batch)
3048                 return;
3049
3050         batch->do_batch--;
3051         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3052                 return;
3053
3054         if (!batch->memcg)
3055                 return;
3056         /*
3057          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3058          * bacause we hide charges behind us.
3059          */
3060         if (batch->nr_pages)
3061                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3062                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3063         if (batch->memsw_nr_pages)
3064                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3065                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3066         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3067         /* forget this pointer (for sanity check) */
3068         batch->memcg = NULL;
3069 }
3070
3071 #ifdef CONFIG_SWAP
3072 /*
3073  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3074  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3075  */
3076 void
3077 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3078 {
3079         struct mem_cgroup *memcg;
3080         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3081
3082         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3083                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3084
3085         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3086
3087         /*
3088          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3089          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3090          */
3091         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3092                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3093 }
3094 #endif
3095
3096 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3097 /*
3098  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3099  * uncharge "memsw" account.
3100  */
3101 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3102 {
3103         struct mem_cgroup *memcg;
3104         unsigned short id;
3105
3106         if (!do_swap_account)
3107                 return;
3108
3109         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3110         rcu_read_lock();
3111         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3112         if (memcg) {
3113                 /*
3114                  * We uncharge this because swap is freed.
3115                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3116                  */
3117                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3118                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3119                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3120                 mem_cgroup_put(memcg);
3121         }
3122         rcu_read_unlock();
3123 }
3124
3125 /**
3126  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3127  * @entry: swap entry to be moved
3128  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3129  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3130  *
3131  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3132  * as the mem_cgroup's id of @from.
3133  *
3134  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3135  *
3136  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3137  * both res and memsw, and called css_get().
3138  */
3139 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3140                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3141 {
3142         unsigned short old_id, new_id;
3143
3144         old_id = css_id(&from->css);
3145         new_id = css_id(&to->css);
3146
3147         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3148                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3149                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3150                 /*
3151                  * This function is only called from task migration context now.
3152                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3153                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3154                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3155                  * because if the process that has been moved to @to does
3156                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3157                  */
3158                 mem_cgroup_get(to);
3159                 return 0;
3160         }
3161         return -EINVAL;
3162 }
3163 #else
3164 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3165                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3166 {
3167         return -EINVAL;
3168 }
3169 #endif
3170
3171 /*
3172  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3173  * page belongs to.
3174  */
3175 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3176         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3177 {
3178         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3179         struct page_cgroup *pc;
3180         enum charge_type ctype;
3181         int ret = 0;
3182
3183         *memcgp = NULL;
3184
3185         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3186         if (mem_cgroup_disabled())
3187                 return 0;
3188
3189         pc = lookup_page_cgroup(page);
3190         lock_page_cgroup(pc);
3191         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3192                 memcg = pc->mem_cgroup;
3193                 css_get(&memcg->css);
3194                 /*
3195                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3196                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3197                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3198                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3199                  * until end_migration() is called
3200                  *
3201                  * Corner Case Thinking
3202                  * A)
3203                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3204                  * while migration was ongoing.
3205                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3206                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3207                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3208                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3209                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3210                  *
3211                  * B)
3212                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3213                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3214                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3215                  * without charging it again.
3216                  *
3217                  * C)
3218                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3219                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3220                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3221                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3222                  */
3223                 if (PageAnon(page))
3224                         SetPageCgroupMigration(pc);
3225         }
3226         unlock_page_cgroup(pc);
3227         /*
3228          * If the page is not charged at this point,
3229          * we return here.
3230          */
3231         if (!memcg)
3232                 return 0;
3233
3234         *memcgp = memcg;
3235         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3236         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3237         if (ret) {
3238                 if (PageAnon(page)) {
3239                         lock_page_cgroup(pc);
3240                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3241                         unlock_page_cgroup(pc);
3242                         /*
3243                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3244                          */
3245                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3246                 }
3247                 /* we'll need to revisit this error code (we have -EINTR) */
3248                 return -ENOMEM;
3249         }
3250         /*
3251          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3252          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3253          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3254          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3255          */
3256         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3257         if (PageAnon(page))
3258                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3259         else if (page_is_file_cache(page))
3260                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3261         else
3262                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3263         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, pc, ctype, false);
3264         return ret;
3265 }
3266
3267 /* remove redundant charge if migration failed*/
3268 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3269         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3270 {
3271         struct page *used, *unused;
3272         struct page_cgroup *pc;
3273         bool anon;
3274
3275         if (!memcg)
3276                 return;
3277         /* blocks rmdir() */
3278         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3279         if (!migration_ok) {
3280                 used = oldpage;
3281                 unused = newpage;
3282         } else {
3283                 used = newpage;
3284                 unused = oldpage;
3285         }
3286         /*
3287          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3288          * of the page goes down to zero, temporarly.
3289          * Clear the flag and check the page should be charged.
3290          */
3291         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3292         lock_page_cgroup(pc);
3293         ClearPageCgroupMigration(pc);
3294         unlock_page_cgroup(pc);
3295         anon = PageAnon(used);
3296         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3297                 anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED
3298                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3299
3300         /*
3301          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3302          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3303          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3304          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3305          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3306          * check. (see prepare_charge() also)
3307          */
3308         if (anon)
3309                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3310         /*
3311          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3312          * tasks.
3313          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3314          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3315          */
3316         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3317 }
3318
3319 /*
3320  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3321  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3322  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3323  */
3324 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3325                                   struct page *newpage)
3326 {
3327         struct mem_cgroup *memcg;
3328         struct page_cgroup *pc;
3329         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3330
3331         if (mem_cgroup_disabled())
3332                 return;
3333
3334         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3335         /* fix accounting on old pages */
3336         lock_page_cgroup(pc);
3337         memcg = pc->mem_cgroup;
3338         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3339         ClearPageCgroupUsed(pc);
3340         unlock_page_cgroup(pc);
3341
3342         if (PageSwapBacked(oldpage))
3343                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3344
3345         /*
3346          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3347          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3348          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3349          */
3350         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, pc, type, true);
3351 }
3352
3353 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3354 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3355 {
3356         struct page_cgroup *pc;
3357
3358         pc = lookup_page_cgroup(page);
3359         /*
3360          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3361          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3362          * or when mem_cgroup_disabled().
3363          */
3364         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3365                 return pc;
3366         return NULL;
3367 }
3368
3369 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3370 {
3371         if (mem_cgroup_disabled())
3372                 return false;
3373
3374         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3375 }
3376
3377 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3378 {
3379         struct page_cgroup *pc;
3380
3381         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3382         if (pc) {
3383                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3384                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3385         }
3386 }
3387 #endif
3388
3389 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3390
3391 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3392                                 unsigned long long val)
3393 {
3394         int retry_count;
3395         u64 memswlimit, memlimit;
3396         int ret = 0;
3397         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3398         u64 curusage, oldusage;
3399         int enlarge;
3400
3401         /*
3402          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3403          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3404          * of # of children which we should visit in this loop.
3405          */
3406         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3407
3408         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3409
3410         enlarge = 0;
3411         while (retry_count) {
3412                 if (signal_pending(current)) {
3413                         ret = -EINTR;
3414                         break;
3415                 }
3416                 /*
3417                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3418                  * open coded manner. You see what this really does.
3419                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3420                  */
3421                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3422                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3423                 if (memswlimit < val) {
3424                         ret = -EINVAL;
3425                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3426                         break;
3427                 }
3428
3429                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3430                 if (memlimit < val)
3431                         enlarge = 1;
3432
3433                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3434                 if (!ret) {
3435                         if (memswlimit == val)
3436                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3437                         else
3438                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3439                 }
3440                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3441
3442                 if (!ret)
3443                         break;
3444
3445                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3446                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3447                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3448                 /* Usage is reduced ? */
3449                 if (curusage >= oldusage)
3450                         retry_count--;
3451                 else
3452                         oldusage = curusage;
3453         }
3454         if (!ret && enlarge)
3455                 memcg_oom_recover(memcg);
3456
3457         return ret;
3458 }
3459
3460 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3461                                         unsigned long long val)
3462 {
3463         int retry_count;
3464         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3465         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3466         int ret = -EBUSY;
3467         int enlarge = 0;
3468
3469         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3470         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3471         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3472         while (retry_count) {
3473                 if (signal_pending(current)) {
3474                         ret = -EINTR;
3475                         break;
3476                 }
3477                 /*
3478                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3479                  * open coded manner. You see what this really does.
3480                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3481                  */
3482                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3483                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3484                 if (memlimit > val) {
3485                         ret = -EINVAL;
3486                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3487                         break;
3488                 }
3489                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3490                 if (memswlimit < val)
3491                         enlarge = 1;
3492                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3493                 if (!ret) {
3494                         if (memlimit == val)
3495                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3496                         else
3497                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3498                 }
3499                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3500
3501                 if (!ret)
3502                         break;
3503
3504                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3505                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3506                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3507                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3508                 /* Usage is reduced ? */
3509                 if (curusage >= oldusage)
3510                         retry_count--;
3511                 else
3512                         oldusage = curusage;
3513         }
3514         if (!ret && enlarge)
3515                 memcg_oom_recover(memcg);
3516         return ret;
3517 }
3518
3519 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3520                                             gfp_t gfp_mask,
3521                                             unsigned long *total_scanned)
3522 {
3523         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3524         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3525         unsigned long reclaimed;
3526         int loop = 0;
3527         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3528         unsigned long long excess;
3529         unsigned long nr_scanned;
3530
3531         if (order > 0)
3532                 return 0;
3533
3534         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3535         /*
3536          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3537          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3538          * pressure
3539          */
3540         do {
3541                 if (next_mz)
3542                         mz = next_mz;
3543                 else
3544                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3545                 if (!mz)
3546                         break;
3547
3548                 nr_scanned = 0;
3549                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3550                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3551                 nr_reclaimed += reclaimed;
3552                 *total_scanned += nr_scanned;
3553                 spin_lock(&mctz->lock);
3554
3555                 /*
3556                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3557                  * it is time to move on to the next cgroup
3558                  */
3559                 next_mz = NULL;
3560                 if (!reclaimed) {
3561                         do {
3562                                 /*
3563                                  * Loop until we find yet another one.
3564                                  *
3565                                  * By the time we get the soft_limit lock
3566                                  * again, someone might have aded the
3567                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3568                                  * make sure we get a different mem.
3569                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3570                                  * NULL if no other cgroup is present on
3571                                  * the tree
3572                                  */
3573                                 next_mz =
3574                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3575                                 if (next_mz == mz)
3576                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3577                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3578                                         break;
3579                         } while (1);
3580                 }
3581                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3582                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3583                 /*
3584                  * One school of thought says that we should not add
3585                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3586                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3587                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3588                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3589                  * term TODO.
3590                  */
3591                 /* If excess == 0, no tree ops */
3592                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3593                 spin_unlock(&mctz->lock);
3594                 css_put(&mz->memcg->css);
3595                 loop++;
3596                 /*
3597                  * Could not reclaim anything and there are no more
3598                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3599                  * reclaiming anything.
3600                  */
3601                 if (!nr_reclaimed &&
3602                         (next_mz == NULL ||
3603                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3604                         break;
3605         } while (!nr_reclaimed);
3606         if (next_mz)
3607                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3608         return nr_reclaimed;
3609 }
3610
3611 /*
3612  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3613  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3614  */
3615 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3616                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3617 {
3618         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3619         unsigned long flags, loop;
3620         struct list_head *list;
3621         struct page *busy;
3622         struct zone *zone;
3623         int ret = 0;
3624
3625         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3626         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3627         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3628
3629         loop = mz->lru_size[lru];
3630         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3631         loop += 256;
3632         busy = NULL;
3633         while (loop--) {
3634                 struct page_cgroup *pc;
3635                 struct page *page;
3636
3637                 ret = 0;
3638                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3639                 if (list_empty(list)) {
3640                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3641                         break;
3642                 }
3643                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3644                 if (busy == page) {
3645                         list_move(&page->lru, list);
3646                         busy = NULL;
3647                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3648                         continue;
3649                 }
3650                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3651
3652                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3653
3654                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3655                 if (ret == -ENOMEM || ret == -EINTR)
3656                         break;
3657
3658                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3659                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3660                         busy = page;
3661                         cond_resched();
3662                 } else
3663                         busy = NULL;
3664         }
3665
3666         if (!ret && !list_empty(list))
3667                 return -EBUSY;
3668         return ret;
3669 }
3670
3671 /*
3672  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3673  * This enables deleting this mem_cgroup.
3674  */
3675 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3676 {
3677         int ret;
3678         int node, zid, shrink;
3679         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3680         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3681
3682         css_get(&memcg->css);
3683
3684         shrink = 0;
3685         /* should free all ? */
3686         if (free_all)
3687                 goto try_to_free;
3688 move_account:
3689         do {
3690                 ret = -EBUSY;
3691                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3692                         goto out;
3693                 ret = -EINTR;
3694                 if (signal_pending(current))
3695                         goto out;
3696                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3697                 lru_add_drain_all();
3698                 drain_all_stock_sync(memcg);
3699                 ret = 0;
3700                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3701                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3702                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3703                                 enum lru_list lru;
3704                                 for_each_lru(lru) {
3705                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3706                                                         node, zid, lru);
3707                                         if (ret)
3708                                                 break;
3709                                 }
3710                         }
3711                         if (ret)
3712                                 break;
3713                 }
3714                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3715                 memcg_oom_recover(memcg);
3716                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3717                 if (ret == -ENOMEM)
3718                         goto try_to_free;
3719                 cond_resched();
3720         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3721         } while (memcg->res.usage > 0 || ret);
3722 out:
3723         css_put(&memcg->css);
3724         return ret;
3725
3726 try_to_free:
3727         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3728         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3729                 ret = -EBUSY;
3730                 goto out;
3731         }
3732         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3733         lru_add_drain_all();
3734         /* try to free all pages in this cgroup */
3735         shrink = 1;
3736         while (nr_retries && memcg->res.usage > 0) {
3737                 int progress;
3738
3739                 if (signal_pending(current)) {
3740                         ret = -EINTR;
3741                         goto out;
3742                 }
3743                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3744                                                 false);
3745                 if (!progress) {
3746                         nr_retries--;
3747                         /* maybe some writeback is necessary */
3748                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3749                 }
3750
3751         }
3752         lru_add_drain();
3753         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3754         goto move_account;
3755 }
3756
3757 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3758 {
3759         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3760 }
3761
3762
3763 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3764 {
3765         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3766 }
3767
3768 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3769                                         u64 val)
3770 {
3771         int retval = 0;
3772         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3773         struct cgroup *parent = cont->parent;
3774         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3775
3776         if (parent)
3777                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3778
3779         cgroup_lock();
3780         /*
3781          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3782          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3783          * occur, provided the current cgroup has no children.
3784          *
3785          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3786          * set if there are no children.
3787          */
3788         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3789                                 (val == 1 || val == 0)) {
3790                 if (list_empty(&cont->children))
3791                         memcg->use_hierarchy = val;
3792                 else
3793                         retval = -EBUSY;
3794         } else
3795                 retval = -EINVAL;
3796         cgroup_unlock();
3797
3798         return retval;
3799 }
3800
3801
3802 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3803                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3804 {
3805         struct mem_cgroup *iter;
3806         long val = 0;
3807
3808         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3809         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3810                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3811
3812         if (val < 0) /* race ? */
3813                 val = 0;
3814         return val;
3815 }
3816
3817 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3818 {
3819         u64 val;
3820
3821         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3822                 if (!swap)
3823                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3824                 else
3825                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3826         }
3827
3828         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3829         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3830
3831         if (swap)
3832                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3833
3834         return val << PAGE_SHIFT;
3835 }
3836
3837 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3838                                struct file *file, char __user *buf,
3839                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
3840 {
3841         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3842         char str[64];
3843         u64 val;
3844         int type, name, len;
3845
3846         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3847         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3848
3849         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3850                 return -EOPNOTSUPP;
3851
3852         switch (type) {
3853         case _MEM:
3854                 if (name == RES_USAGE)
3855                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3856                 else
3857                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3858                 break;
3859         case _MEMSWAP:
3860                 if (name == RES_USAGE)
3861                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3862                 else
3863                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3864                 break;
3865         default:
3866                 BUG();
3867         }
3868
3869         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
3870         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
3871 }
3872 /*
3873  * The user of this function is...
3874  * RES_LIMIT.
3875  */
3876 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3877                             const char *buffer)
3878 {
3879         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3880         int type, name;
3881         unsigned long long val;
3882         int ret;
3883
3884         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3885         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3886
3887         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3888                 return -EOPNOTSUPP;
3889
3890         switch (name) {
3891         case RES_LIMIT:
3892                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3893                         ret = -EINVAL;
3894                         break;
3895                 }
3896                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3897                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3898                 if (ret)
3899                         break;
3900                 if (type == _MEM)
3901                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3902                 else
3903                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3904                 break;
3905         case RES_SOFT_LIMIT:
3906                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3907                 if (ret)
3908                         break;
3909                 /*
3910                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3911                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3912                  * control without swap
3913                  */
3914                 if (type == _MEM)
3915                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3916                 else
3917                         ret = -EINVAL;
3918                 break;
3919         default:
3920                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3921                 break;
3922         }
3923         return ret;
3924 }
3925
3926 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3927                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3928 {
3929         struct cgroup *cgroup;
3930         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3931
3932         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3933         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3934         cgroup = memcg->css.cgroup;
3935         if (!memcg->use_hierarchy)
3936                 goto out;
3937
3938         while (cgroup->parent) {
3939                 cgroup = cgroup->parent;
3940                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3941                 if (!memcg->use_hierarchy)
3942                         break;
3943                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3944                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3945                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3946                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3947         }
3948 out:
3949         *mem_limit = min_limit;
3950         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3951 }
3952
3953 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3954 {
3955         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3956         int type, name;
3957
3958         type = MEMFILE_TYPE(event);
3959         name = MEMFILE_ATTR(event);
3960
3961         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3962                 return -EOPNOTSUPP;
3963
3964         switch (name) {
3965         case RES_MAX_USAGE:
3966                 if (type == _MEM)
3967                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
3968                 else
3969                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
3970                 break;
3971         case RES_FAILCNT:
3972                 if (type == _MEM)
3973                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
3974                 else
3975                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
3976                 break;
3977         }
3978
3979         return 0;
3980 }
3981
3982 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
3983                                         struct cftype *cft)
3984 {
3985         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
3986 }
3987
3988 #ifdef CONFIG_MMU
3989 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
3990                                         struct cftype *cft, u64 val)
3991 {
3992         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
3993
3994         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
3995                 return -EINVAL;
3996         /*
3997          * We check this value several times in both in can_attach() and
3998          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
3999          * inconsistent.
4000          */
4001         cgroup_lock();
4002         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4003         cgroup_unlock();
4004
4005         return 0;
4006 }
4007 #else
4008 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4009                                         struct cftype *cft, u64 val)
4010 {
4011         return -ENOSYS;
4012 }
4013 #endif
4014
4015
4016 /* For read statistics */
4017 enum {
4018         MCS_CACHE,
4019         MCS_RSS,
4020         MCS_FILE_MAPPED,
4021         MCS_PGPGIN,
4022         MCS_PGPGOUT,
4023         MCS_SWAP,
4024         MCS_PGFAULT,
4025         MCS_PGMAJFAULT,
4026         MCS_INACTIVE_ANON,
4027         MCS_ACTIVE_ANON,
4028         MCS_INACTIVE_FILE,
4029         MCS_ACTIVE_FILE,
4030         MCS_UNEVICTABLE,
4031         NR_MCS_STAT,
4032 };
4033
4034 struct mcs_total_stat {
4035         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4036 };
4037
4038 struct {
4039         char *local_name;
4040         char *total_name;
4041 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4042         {"cache", "total_cache"},
4043         {"rss", "total_rss"},
4044         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4045         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4046         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4047         {"swap", "total_swap"},
4048         {"pgfault", "total_pgfault"},
4049         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4050         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4051         {"active_anon", "total_active_anon"},
4052         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4053         {"active_file", "total_active_file"},
4054         {"unevictable", "total_unevictable"}
4055 };
4056
4057
4058 static void
4059 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4060 {
4061         s64 val;
4062
4063         /* per cpu stat */
4064         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4065         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4066         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4067         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4068         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4069         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4070         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4071         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4072         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4073         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4074         if (do_swap_account) {
4075                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4076                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4077         }
4078         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4079         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4080         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4081         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4082
4083         /* per zone stat */
4084         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4085         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4086         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4087         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4088         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4089         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4090         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4091         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4092         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4093         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4094 }
4095
4096 static void
4097 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4098 {
4099         struct mem_cgroup *iter;
4100
4101         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4102                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4103 }
4104
4105 #ifdef CONFIG_NUMA
4106 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4107 {
4108         int nid;
4109         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4110         unsigned long node_nr;
4111         struct cgroup *cont = m->private;
4112         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4113
4114         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4115         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4116         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4117                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4118                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4119         }
4120         seq_putc(m, '\n');
4121
4122         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4123         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4124         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4125                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4126                                 LRU_ALL_FILE);
4127                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4128         }
4129         seq_putc(m, '\n');
4130
4131         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4132         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4133         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4134                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4135                                 LRU_ALL_ANON);
4136                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4137         }
4138         seq_putc(m, '\n');
4139
4140         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4141         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4142         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4143                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4144                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4145                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4146         }
4147         seq_putc(m, '\n');
4148         return 0;
4149 }
4150 #endif /* CONFIG_NUMA */
4151
4152 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4153                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4154 {
4155         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4156         struct mcs_total_stat mystat;
4157         int i;
4158
4159         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4160         mem_cgroup_get_local_stat(memcg, &mystat);
4161
4162
4163         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4164                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4165                         continue;
4166                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4167         }
4168
4169         /* Hierarchical information */
4170         {
4171                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4172                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4173                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4174                 if (do_swap_account)
4175                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4176         }
4177
4178         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4179         mem_cgroup_get_total_stat(memcg, &mystat);
4180         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4181                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4182                         continue;
4183                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4184         }
4185
4186 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4187         {
4188                 int nid, zid;
4189                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4190                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4191                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4192                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4193
4194                 for_each_online_node(nid)
4195                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4196                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4197                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4198
4199                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4200                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4201                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4202                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4203                         }
4204                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4205                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4206                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4207                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4208         }
4209 #endif
4210
4211         return 0;
4212 }
4213
4214 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4215 {
4216         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4217
4218         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4219 }
4220
4221 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4222                                        u64 val)
4223 {
4224         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4225         struct mem_cgroup *parent;
4226
4227         if (val > 100)
4228                 return -EINVAL;
4229
4230         if (cgrp->parent == NULL)
4231                 return -EINVAL;
4232
4233         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4234
4235         cgroup_lock();
4236
4237         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4238         if ((parent->use_hierarchy) ||
4239             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4240                 cgroup_unlock();
4241                 return -EINVAL;
4242         }
4243
4244         memcg->swappiness = val;
4245
4246         cgroup_unlock();
4247
4248         return 0;
4249 }
4250
4251 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4252 {
4253         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4254         u64 usage;
4255         int i;
4256
4257         rcu_read_lock();
4258         if (!swap)
4259                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4260         else
4261                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4262
4263         if (!t)
4264                 goto unlock;
4265
4266         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4267
4268         /*
4269          * current_threshold points to threshold just below usage.
4270          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4271          * call of __mem_cgroup_threshold().
4272          */
4273         i = t->current_threshold;
4274
4275         /*
4276          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4277          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4278          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4279          * only one element of the array here.
4280          */
4281         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4282                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4283
4284         /* i = current_threshold + 1 */
4285         i++;
4286
4287         /*
4288          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4289          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4290          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4291          * only one element of the array here.
4292          */
4293         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4294                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4295
4296         /* Update current_threshold */
4297         t->current_threshold = i - 1;
4298 unlock:
4299         rcu_read_unlock();
4300 }
4301
4302 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4303 {
4304         while (memcg) {
4305                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4306                 if (do_swap_account)
4307                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4308
4309                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4310         }
4311 }
4312
4313 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4314 {
4315         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4316         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4317
4318         return _a->threshold - _b->threshold;
4319 }
4320
4321 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4322 {
4323         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4324
4325         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4326                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4327         return 0;
4328 }
4329
4330 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4331 {
4332         struct mem_cgroup *iter;
4333
4334         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4335                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4336 }
4337
4338 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4339         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4340 {
4341         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4342         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4343         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4344         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4345         u64 threshold, usage;
4346         int i, size, ret;
4347
4348         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4349         if (ret)
4350                 return ret;
4351
4352         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4353
4354         if (type == _MEM)
4355                 thresholds = &memcg->thresholds;
4356         else if (type == _MEMSWAP)
4357                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4358         else
4359                 BUG();
4360
4361         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4362
4363         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4364         if (thresholds->primary)
4365                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4366
4367         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4368
4369         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4370         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4371                         GFP_KERNEL);
4372         if (!new) {
4373                 ret = -ENOMEM;
4374                 goto unlock;
4375         }
4376         new->size = size;
4377
4378         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4379         if (thresholds->primary) {
4380                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4381                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4382         }
4383
4384         /* Add new threshold */
4385         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4386         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4387
4388         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4389         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4390                         compare_thresholds, NULL);
4391
4392         /* Find current threshold */
4393         new->current_threshold = -1;
4394         for (i = 0; i < size; i++) {
4395                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4396                         /*
4397                          * new->current_threshold will not be used until
4398                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4399                          * it here.
4400                          */
4401                         ++new->current_threshold;
4402                 }
4403         }
4404
4405         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4406         kfree(thresholds->spare);
4407         thresholds->spare = thresholds->primary;
4408
4409         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4410
4411         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4412         synchronize_rcu();
4413
4414 unlock:
4415         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4416
4417         return ret;
4418 }
4419
4420 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4421         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4422 {
4423         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4424         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4425         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4426         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4427         u64 usage;
4428         int i, j, size;
4429
4430         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4431         if (type == _MEM)
4432                 thresholds = &memcg->thresholds;
4433         else if (type == _MEMSWAP)
4434                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4435         else
4436                 BUG();
4437
4438         if (!thresholds->primary)
4439                 goto unlock;
4440
4441         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4442
4443         /* Check if a threshold crossed before removing */
4444         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4445
4446         /* Calculate new number of threshold */
4447         size = 0;
4448         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4449                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4450                         size++;
4451         }
4452
4453         new = thresholds->spare;
4454
4455         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4456         if (!size) {
4457                 kfree(new);
4458                 new = NULL;
4459                 goto swap_buffers;
4460         }
4461
4462         new->size = size;
4463
4464         /* Copy thresholds and find current threshold */
4465         new->current_threshold = -1;
4466         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4467                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4468                         continue;
4469
4470                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4471                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4472                         /*
4473                          * new->current_threshold will not be used
4474                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4475                          * it here.
4476                          */
4477                         ++new->current_threshold;
4478                 }
4479                 j++;
4480         }
4481
4482 swap_buffers:
4483         /* Swap primary and spare array */
4484         thresholds->spare = thresholds->primary;
4485         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4486
4487         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4488         synchronize_rcu();
4489 unlock:
4490         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4491 }
4492
4493 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4494         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4495 {
4496         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4497         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4498         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4499
4500         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4501         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4502         if (!event)
4503                 return -ENOMEM;
4504
4505         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4506
4507         event->eventfd = eventfd;
4508         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4509
4510         /* already in OOM ? */
4511         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4512                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4513         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4514
4515         return 0;
4516 }
4517
4518 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4519         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4520 {
4521         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4522         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4523         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4524
4525         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4526
4527         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4528
4529         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4530                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4531                         list_del(&ev->list);
4532                         kfree(ev);
4533                 }
4534         }
4535
4536         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4537 }
4538
4539 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4540         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4541 {
4542         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4543
4544         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4545
4546         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4547                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4548         else
4549                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4550         return 0;
4551 }
4552
4553 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4554         struct cftype *cft, u64 val)
4555 {
4556         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4557         struct mem_cgroup *parent;
4558
4559         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4560         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4561                 return -EINVAL;
4562
4563         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4564
4565         cgroup_lock();
4566         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4567         if ((parent->use_hierarchy) ||
4568             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4569                 cgroup_unlock();
4570                 return -EINVAL;
4571         }
4572         memcg->oom_kill_disable = val;
4573         if (!val)
4574                 memcg_oom_recover(memcg);
4575         cgroup_unlock();
4576         return 0;
4577 }
4578
4579 #ifdef CONFIG_NUMA
4580 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4581         .read = seq_read,
4582         .llseek = seq_lseek,
4583         .release = single_release,
4584 };
4585
4586 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4587 {
4588         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4589
4590         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4591         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4592 }
4593 #endif /* CONFIG_NUMA */
4594
4595 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4596 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4597 {
4598         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4599 };
4600
4601 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4602 {
4603         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4604 }
4605 #else
4606 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4607 {
4608         return 0;
4609 }
4610
4611 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4612 {
4613 }
4614 #endif
4615
4616 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4617         {
4618                 .name = "usage_in_bytes",
4619                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4620                 .read = mem_cgroup_read,
4621                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4622                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4623         },
4624         {
4625                 .name = "max_usage_in_bytes",
4626                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4627                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4628                 .read = mem_cgroup_read,
4629         },
4630         {
4631                 .name = "limit_in_bytes",
4632                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4633                 .write_string = mem_cgroup_write,
4634                 .read = mem_cgroup_read,
4635         },
4636         {
4637                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4638                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4639                 .write_string = mem_cgroup_write,
4640                 .read = mem_cgroup_read,
4641         },
4642         {
4643                 .name = "failcnt",
4644                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4645                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4646                 .read = mem_cgroup_read,
4647         },
4648         {
4649                 .name = "stat",
4650                 .read_map = mem_control_stat_show,
4651         },
4652         {
4653                 .name = "force_empty",
4654                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4655         },
4656         {
4657                 .name = "use_hierarchy",
4658                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4659                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4660         },
4661         {
4662                 .name = "swappiness",
4663                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4664                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4665         },
4666         {
4667                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4668                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4669                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4670         },
4671         {
4672                 .name = "oom_control",
4673                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4674                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4675                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4676                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4677                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4678         },
4679 #ifdef CONFIG_NUMA
4680         {
4681                 .name = "numa_stat",
4682                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4683                 .mode = S_IRUGO,
4684         },
4685 #endif
4686 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4687         {
4688                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4689                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4690                 .read = mem_cgroup_read,
4691                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4692                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4693         },
4694         {
4695                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4696                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4697                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4698                 .read = mem_cgroup_read,
4699         },
4700         {
4701                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4702                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4703                 .write_string = mem_cgroup_write,
4704                 .read = mem_cgroup_read,
4705         },
4706         {
4707                 .name = "memsw.failcnt",
4708                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4709                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4710                 .read = mem_cgroup_read,
4711         },
4712 #endif
4713         { },    /* terminate */
4714 };
4715
4716 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4717 {
4718         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4719         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4720         enum lru_list lru;
4721         int zone, tmp = node;
4722         /*
4723          * This routine is called against possible nodes.
4724          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4725          *
4726          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4727          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4728          *       function.
4729          */
4730         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4731                 tmp = -1;
4732         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4733         if (!pn)
4734                 return 1;
4735
4736         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4737                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4738                 for_each_lru(lru)
4739                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lruvec.lists[lru]);
4740                 mz->usage_in_excess = 0;
4741                 mz->on_tree = false;
4742                 mz->memcg = memcg;
4743         }
4744         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4745         return 0;
4746 }
4747
4748 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4749 {
4750         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4751 }
4752
4753 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4754 {
4755         struct mem_cgroup *memcg;
4756         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4757
4758         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4759         if (size < PAGE_SIZE)
4760                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4761         else
4762                 memcg = vzalloc(size);
4763
4764         if (!memcg)
4765                 return NULL;
4766
4767         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4768         if (!memcg->stat)
4769                 goto out_free;
4770         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4771         return memcg;
4772
4773 out_free:
4774         if (size < PAGE_SIZE)
4775                 kfree(memcg);
4776         else
4777                 vfree(memcg);
4778         return NULL;
4779 }
4780
4781 /*
4782  * Helpers for freeing a vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4783  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4784  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4785  */
4786 static void vfree_work(struct work_struct *work)
4787 {
4788         struct mem_cgroup *memcg;
4789
4790         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4791         vfree(memcg);
4792 }
4793 static void vfree_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4794 {
4795         struct mem_cgroup *memcg;
4796
4797         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4798         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, vfree_work);
4799         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4800 }
4801
4802 /*
4803  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4804  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4805  *
4806  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4807  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4808  * it goes down to 0.
4809  *
4810  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4811  */
4812
4813 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4814 {
4815         int node;
4816
4817         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4818         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4819
4820         for_each_node(node)
4821                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4822
4823         free_percpu(memcg->stat);
4824         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4825                 kfree_rcu(memcg, rcu_freeing);
4826         else
4827                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, vfree_rcu);
4828 }
4829
4830 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4831 {
4832         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4833 }
4834
4835 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4836 {
4837         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4838                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4839                 __mem_cgroup_free(memcg);
4840                 if (parent)
4841                         mem_cgroup_put(parent);
4842         }
4843 }
4844
4845 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4846 {
4847         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4848 }
4849
4850 /*
4851  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4852  */
4853 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4854 {
4855         if (!memcg->res.parent)
4856                 return NULL;
4857         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4858 }
4859 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4860
4861 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4862 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4863 {
4864         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4865                 do_swap_account = 1;
4866 }
4867 #else
4868 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4869 {
4870 }
4871 #endif
4872
4873 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4874 {
4875         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4876         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4877         int tmp, node, zone;
4878
4879         for_each_node(node) {
4880                 tmp = node;
4881                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4882                         tmp = -1;
4883                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4884                 if (!rtpn)
4885                         goto err_cleanup;
4886
4887                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4888
4889                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4890                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4891                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4892                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4893                 }
4894         }
4895         return 0;
4896
4897 err_cleanup:
4898         for_each_node(node) {
4899                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4900                         break;
4901                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4902                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4903         }
4904         return 1;
4905
4906 }
4907
4908 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4909 mem_cgroup_create(struct cgroup *cont)
4910 {
4911         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4912         long error = -ENOMEM;
4913         int node;
4914
4915         memcg = mem_cgroup_alloc();
4916         if (!memcg)
4917                 return ERR_PTR(error);
4918
4919         for_each_node(node)
4920                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4921                         goto free_out;
4922
4923         /* root ? */
4924         if (cont->parent == NULL) {
4925                 int cpu;
4926                 enable_swap_cgroup();
4927                 parent = NULL;
4928                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4929                         goto free_out;
4930                 root_mem_cgroup = memcg;
4931                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4932                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4933                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4934                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4935                 }
4936                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4937         } else {
4938                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4939                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4940                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4941         }
4942
4943         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4944                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4945                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4946                 /*
4947                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4948                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4949                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4950                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
4951                  */
4952                 mem_cgroup_get(parent);
4953         } else {
4954                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
4955                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4956         }
4957         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4958         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4959
4960         if (parent)
4961                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4962         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
4963         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4964         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4965         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4966
4967         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
4968         if (error) {
4969                 /*
4970                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
4971                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
4972                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
4973                  */
4974                 mem_cgroup_put(memcg);
4975                 return ERR_PTR(error);
4976         }
4977         return &memcg->css;
4978 free_out:
4979         __mem_cgroup_free(memcg);
4980         return ERR_PTR(error);
4981 }
4982
4983 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup *cont)
4984 {
4985         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4986
4987         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
4988 }
4989
4990 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
4991 {
4992         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4993
4994         kmem_cgroup_destroy(memcg);
4995
4996         mem_cgroup_put(memcg);
4997 }
4998
4999 #ifdef CONFIG_MMU
5000 /* Handlers for move charge at task migration. */
5001 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5002 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5003 {
5004         int ret = 0;
5005         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5006         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5007
5008         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5009                 mc.precharge += count;
5010                 /* we don't need css_get for root */
5011                 return ret;
5012         }
5013         /* try to charge at once */
5014         if (count > 1) {
5015                 struct res_counter *dummy;
5016                 /*
5017                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5018                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5019                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5020                  * css_get().
5021                  */
5022                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5023                         goto one_by_one;
5024                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5025                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5026                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5027                         goto one_by_one;
5028                 }
5029                 mc.precharge += count;
5030                 return ret;
5031         }
5032 one_by_one:
5033         /* fall back to one by one charge */
5034         while (count--) {
5035                 if (signal_pending(current)) {
5036                         ret = -EINTR;
5037                         break;
5038                 }
5039                 if (!batch_count--) {
5040                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5041                         cond_resched();
5042                 }
5043                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5044                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5045                 if (ret)
5046                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5047                         return ret;
5048                 mc.precharge++;
5049         }
5050         return ret;
5051 }
5052
5053 /**
5054  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5055  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5056  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5057  * @ptent: the pte to be checked
5058  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5059  *
5060  * Returns
5061  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5062  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5063  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5064  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5065  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5066  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5067  *     in target->ent.
5068  *
5069  * Called with pte lock held.
5070  */
5071 union mc_target {
5072         struct page     *page;
5073         swp_entry_t     ent;
5074 };
5075
5076 enum mc_target_type {
5077         MC_TARGET_NONE = 0,
5078         MC_TARGET_PAGE,
5079         MC_TARGET_SWAP,
5080 };
5081
5082 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5083                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5084 {
5085         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5086
5087         if (!page || !page_mapped(page))
5088                 return NULL;
5089         if (PageAnon(page)) {
5090                 /* we don't move shared anon */
5091                 if (!move_anon())
5092                         return NULL;
5093         } else if (!move_file())
5094                 /* we ignore mapcount for file pages */
5095                 return NULL;
5096         if (!get_page_unless_zero(page))
5097                 return NULL;
5098
5099         return page;
5100 }
5101
5102 #ifdef CONFIG_SWAP
5103 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5104                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5105 {
5106         struct page *page = NULL;
5107         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5108
5109         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5110                 return NULL;
5111         /*
5112          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5113          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5114          */
5115         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
5116         if (do_swap_account)
5117                 entry->val = ent.val;
5118
5119         return page;
5120 }
5121 #else
5122 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5123                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5124 {
5125         return NULL;
5126 }
5127 #endif
5128
5129 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5130                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5131 {
5132         struct page *page = NULL;
5133         struct inode *inode;
5134         struct address_space *mapping;
5135         pgoff_t pgoff;
5136
5137         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5138                 return NULL;
5139         if (!move_file())
5140                 return NULL;
5141
5142         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5143         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5144         if (pte_none(ptent))
5145                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5146         else /* pte_file(ptent) is true */
5147                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5148
5149         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5150         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5151
5152 #ifdef CONFIG_SWAP
5153         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5154         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5155                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5156                 if (do_swap_account)
5157                         *entry = swap;
5158                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5159         }
5160 #endif
5161         return page;
5162 }
5163
5164 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5165                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5166 {
5167         struct page *page = NULL;
5168         struct page_cgroup *pc;
5169         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5170         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5171
5172         if (pte_present(ptent))
5173                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5174         else if (is_swap_pte(ptent))
5175                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5176         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5177                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5178
5179         if (!page && !ent.val)
5180                 return ret;
5181         if (page) {
5182                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5183                 /*
5184                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5185                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5186                  * the lock.
5187                  */
5188                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5189                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5190                         if (target)
5191                                 target->page = page;
5192                 }
5193                 if (!ret || !target)
5194                         put_page(page);
5195         }
5196         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5197         if (ent.val && !ret &&
5198                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5199                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5200                 if (target)
5201                         target->ent = ent;
5202         }
5203         return ret;
5204 }
5205
5206 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5207 /*
5208  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5209  * support them for now.
5210  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5211  */
5212 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5213                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5214 {
5215         struct page *page = NULL;
5216         struct page_cgroup *pc;
5217         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5218
5219         page = pmd_page(pmd);
5220         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5221         if (!move_anon())
5222                 return ret;
5223         pc = lookup_page_cgroup(page);
5224         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5225                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5226                 if (target) {
5227                         get_page(page);
5228                         target->page = page;
5229                 }
5230         }
5231         return ret;
5232 }
5233 #else
5234 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5235                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5236 {
5237         return MC_TARGET_NONE;
5238 }
5239 #endif
5240
5241 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5242                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5243                                         struct mm_walk *walk)
5244 {
5245         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5246         pte_t *pte;
5247         spinlock_t *ptl;
5248
5249         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5250                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5251                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5252                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5253                 return 0;
5254         }
5255
5256         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5257                 return 0;
5258         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5259         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5260                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5261                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5262         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5263         cond_resched();
5264
5265         return 0;
5266 }
5267
5268 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5269 {
5270         unsigned long precharge;
5271         struct vm_area_struct *vma;
5272
5273         down_read(&mm->mmap_sem);
5274         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5275                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5276                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5277                         .mm = mm,
5278                         .private = vma,
5279                 };
5280                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5281                         continue;
5282                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5283                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5284         }
5285         up_read(&mm->mmap_sem);
5286
5287         precharge = mc.precharge;
5288         mc.precharge = 0;
5289
5290         return precharge;
5291 }
5292
5293 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5294 {
5295         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5296
5297         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5298         mc.moving_task = current;
5299         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5300 }
5301
5302 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5303 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5304 {
5305         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5306         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5307
5308         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5309         if (mc.precharge) {
5310                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5311                 mc.precharge = 0;
5312         }
5313         /*
5314          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5315          * we must uncharge here.
5316          */
5317         if (mc.moved_charge) {
5318                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5319                 mc.moved_charge = 0;
5320         }
5321         /* we must fixup refcnts and charges */
5322         if (mc.moved_swap) {
5323                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5324                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5325                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5326                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5327                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5328
5329                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5330                         /*
5331                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5332                          * uncharge to->res.
5333                          */
5334                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5335                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5336                 }
5337                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5338                 mc.moved_swap = 0;
5339         }
5340         memcg_oom_recover(from);
5341         memcg_oom_recover(to);
5342         wake_up_all(&mc.waitq);
5343 }
5344
5345 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5346 {
5347         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5348
5349         /*
5350          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5351          * task migration.
5352          */
5353         mc.moving_task = NULL;
5354         __mem_cgroup_clear_mc();
5355         spin_lock(&mc.lock);
5356         mc.from = NULL;
5357         mc.to = NULL;
5358         spin_unlock(&mc.lock);
5359         mem_cgroup_end_move(from);
5360 }
5361
5362 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5363                                  struct cgroup_taskset *tset)
5364 {
5365         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5366         int ret = 0;
5367         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5368
5369         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5370                 struct mm_struct *mm;
5371                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5372
5373                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5374
5375                 mm = get_task_mm(p);
5376                 if (!mm)
5377                         return 0;
5378                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5379                 if (mm->owner == p) {
5380                         VM_BUG_ON(mc.from);
5381                         VM_BUG_ON(mc.to);
5382                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5383                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5384                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5385                         mem_cgroup_start_move(from);
5386                         spin_lock(&mc.lock);
5387                         mc.from = from;
5388                         mc.to = memcg;
5389                         spin_unlock(&mc.lock);
5390                         /* We set mc.moving_task later */
5391
5392                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5393                         if (ret)
5394                                 mem_cgroup_clear_mc();
5395                 }
5396                 mmput(mm);
5397         }
5398         return ret;
5399 }
5400
5401 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5402                                      struct cgroup_taskset *tset)
5403 {
5404         mem_cgroup_clear_mc();
5405 }
5406
5407 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5408                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5409                                 struct mm_walk *walk)
5410 {
5411         int ret = 0;
5412         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5413         pte_t *pte;
5414         spinlock_t *ptl;
5415         enum mc_target_type target_type;
5416         union mc_target target;
5417         struct page *page;
5418         struct page_cgroup *pc;
5419
5420         /*
5421          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5422          * happens because:
5423          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5424          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5425          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5426          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5427          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5428          *    part of thp split is not executed yet.
5429          */
5430         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5431                 if (!mc.precharge) {
5432                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5433                         return 0;
5434                 }
5435                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5436                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5437                         page = target.page;
5438                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5439                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5440                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5441                                                              pc, mc.from, mc.to,
5442                                                              false)) {
5443                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5444                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5445                                 }
5446                                 putback_lru_page(page);
5447                         }
5448                         put_page(page);
5449                 }
5450                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5451                 return 0;
5452         }
5453
5454         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5455                 return 0;
5456 retry:
5457         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5458         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5459                 pte_t ptent = *(pte++);
5460                 swp_entry_t ent;
5461
5462                 if (!mc.precharge)
5463                         break;
5464
5465                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5466                 case MC_TARGET_PAGE:
5467                         page = target.page;
5468                         if (isolate_lru_page(page))
5469                                 goto put;
5470                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5471                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5472                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5473                                 mc.precharge--;
5474                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5475                                 mc.moved_charge++;
5476                         }
5477                         putback_lru_page(page);
5478 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5479                         put_page(page);
5480                         break;
5481                 case MC_TARGET_SWAP:
5482                         ent = target.ent;
5483                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5484                                 mc.precharge--;
5485                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5486                                 mc.moved_swap++;
5487                         }
5488                         break;
5489                 default:
5490                         break;
5491                 }
5492         }
5493         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5494         cond_resched();
5495
5496         if (addr != end) {
5497                 /*
5498                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5499                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5500                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5501                  * phase.
5502                  */
5503                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5504                 if (!ret)
5505                         goto retry;
5506         }
5507
5508         return ret;
5509 }
5510
5511 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5512 {
5513         struct vm_area_struct *vma;
5514
5515         lru_add_drain_all();
5516 retry:
5517         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5518                 /*
5519                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5520                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5521                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5522                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5523                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5524                  */
5525                 __mem_cgroup_clear_mc();
5526                 cond_resched();
5527                 goto retry;
5528         }
5529         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5530                 int ret;
5531                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5532                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5533                         .mm = mm,
5534                         .private = vma,
5535                 };
5536                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5537                         continue;
5538                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5539                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5540                 if (ret)
5541                         /*
5542                          * means we have consumed all precharges and failed in
5543                          * doing additional charge. Just abandon here.
5544                          */
5545                         break;
5546         }
5547         up_read(&mm->mmap_sem);
5548 }
5549
5550 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5551                                  struct cgroup_taskset *tset)
5552 {
5553         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5554         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5555
5556         if (mm) {
5557                 if (mc.to)
5558                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5559                 put_swap_token(mm);
5560                 mmput(mm);
5561         }
5562         if (mc.to)
5563                 mem_cgroup_clear_mc();
5564 }
5565 #else   /* !CONFIG_MMU */
5566 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5567                                  struct cgroup_taskset *tset)
5568 {
5569         return 0;
5570 }
5571 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5572                                      struct cgroup_taskset *tset)
5573 {
5574 }
5575 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5576                                  struct cgroup_taskset *tset)
5577 {
5578 }
5579 #endif
5580
5581 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5582         .name = "memory",
5583         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5584         .create = mem_cgroup_create,
5585         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5586         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5587         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5588         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5589         .attach = mem_cgroup_move_task,
5590         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
5591         .early_init = 0,
5592         .use_id = 1,
5593         .__DEPRECATED_clear_css_refs = true,
5594 };
5595
5596 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5597 static int __init enable_swap_account(char *s)
5598 {
5599         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5600         if (!strcmp(s, "1"))
5601                 really_do_swap_account = 1;
5602         else if (!strcmp(s, "0"))
5603                 really_do_swap_account = 0;
5604         return 1;
5605 }
5606 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5607
5608 #endif