]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - mm/memcontrol.c
30f938c8645394b306eca3c89d5c0e984cfb0fcd
[~andy/linux] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/mutex.h>
38 #include <linux/rbtree.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/tcp_memcontrol.h>
55
56 #include <asm/uaccess.h>
57
58 #include <trace/events/vmscan.h>
59
60 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
61 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
62 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
63
64 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
65 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
66 int do_swap_account __read_mostly;
67
68 /* for remember boot option*/
69 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
70 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
71 #else
72 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
73 #endif
74
75 #else
76 #define do_swap_account         (0)
77 #endif
78
79
80 /*
81  * Statistics for memory cgroup.
82  */
83 enum mem_cgroup_stat_index {
84         /*
85          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
86          */
87         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
88         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
89         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
90         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
91         MEM_CGROUP_STAT_DATA, /* end of data requires synchronization */
92         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
93 };
94
95 enum mem_cgroup_events_index {
96         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
97         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
102 };
103 /*
104  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
105  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
106  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
107  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
108  */
109 enum mem_cgroup_events_target {
110         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
111         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
112         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
113         MEM_CGROUP_NTARGETS,
114 };
115 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET (128)
116 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET (1024)
117 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  (1024)
118
119 struct mem_cgroup_stat_cpu {
120         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
121         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
122         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
123 };
124
125 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
126         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
127         int position;
128         /* scan generation, increased every round-trip */
129         unsigned int generation;
130 };
131
132 /*
133  * per-zone information in memory controller.
134  */
135 struct mem_cgroup_per_zone {
136         struct lruvec           lruvec;
137         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
138
139         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
140
141         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
142         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
143         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
144                                                 /* the soft limit is exceeded*/
145         bool                    on_tree;
146         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
147                                                 /* use container_of        */
148 };
149
150 struct mem_cgroup_per_node {
151         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
152 };
153
154 struct mem_cgroup_lru_info {
155         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
156 };
157
158 /*
159  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
160  * their hierarchy representation
161  */
162
163 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
164         struct rb_root rb_root;
165         spinlock_t lock;
166 };
167
168 struct mem_cgroup_tree_per_node {
169         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
170 };
171
172 struct mem_cgroup_tree {
173         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
174 };
175
176 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
177
178 struct mem_cgroup_threshold {
179         struct eventfd_ctx *eventfd;
180         u64 threshold;
181 };
182
183 /* For threshold */
184 struct mem_cgroup_threshold_ary {
185         /* An array index points to threshold just below usage. */
186         int current_threshold;
187         /* Size of entries[] */
188         unsigned int size;
189         /* Array of thresholds */
190         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_thresholds {
194         /* Primary thresholds array */
195         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
196         /*
197          * Spare threshold array.
198          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
199          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
200          */
201         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
202 };
203
204 /* for OOM */
205 struct mem_cgroup_eventfd_list {
206         struct list_head list;
207         struct eventfd_ctx *eventfd;
208 };
209
210 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
211 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
212
213 /*
214  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
215  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
216  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
217  * to help the administrator determine what knobs to tune.
218  *
219  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
220  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
221  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
222  * a feature that will be implemented much later in the future.
223  */
224 struct mem_cgroup {
225         struct cgroup_subsys_state css;
226         /*
227          * the counter to account for memory usage
228          */
229         struct res_counter res;
230
231         union {
232                 /*
233                  * the counter to account for mem+swap usage.
234                  */
235                 struct res_counter memsw;
236
237                 /*
238                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
239                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
240                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
241                  * in a union with the res field, but res plays a much
242                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
243                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
244                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
245                  */
246                 struct rcu_head rcu_freeing;
247                 /*
248                  * But when using vfree(), that cannot be done at
249                  * interrupt time, so we must then queue the work.
250                  */
251                 struct work_struct work_freeing;
252         };
253
254         /*
255          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
256          * per zone LRU lists.
257          */
258         struct mem_cgroup_lru_info info;
259         int last_scanned_node;
260 #if MAX_NUMNODES > 1
261         nodemask_t      scan_nodes;
262         atomic_t        numainfo_events;
263         atomic_t        numainfo_updating;
264 #endif
265         /*
266          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
267          */
268         bool use_hierarchy;
269
270         bool            oom_lock;
271         atomic_t        under_oom;
272
273         atomic_t        refcnt;
274
275         int     swappiness;
276         /* OOM-Killer disable */
277         int             oom_kill_disable;
278
279         /* set when res.limit == memsw.limit */
280         bool            memsw_is_minimum;
281
282         /* protect arrays of thresholds */
283         struct mutex thresholds_lock;
284
285         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
286         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
287
288         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
289         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
290
291         /* For oom notifier event fd */
292         struct list_head oom_notify;
293
294         /*
295          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
296          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
297          */
298         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
299         /*
300          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
301          */
302         atomic_t        moving_account;
303         /* taken only while moving_account > 0 */
304         spinlock_t      move_lock;
305         /*
306          * percpu counter.
307          */
308         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
309         /*
310          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
311          * See mem_cgroup_read_stat().
312          */
313         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
314         spinlock_t pcp_counter_lock;
315
316 #ifdef CONFIG_INET
317         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
318 #endif
319 };
320
321 /* Stuffs for move charges at task migration. */
322 /*
323  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
324  * left-shifted bitmap of these types.
325  */
326 enum move_type {
327         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
328         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
329         NR_MOVE_TYPE,
330 };
331
332 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
333 static struct move_charge_struct {
334         spinlock_t        lock; /* for from, to */
335         struct mem_cgroup *from;
336         struct mem_cgroup *to;
337         unsigned long precharge;
338         unsigned long moved_charge;
339         unsigned long moved_swap;
340         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
341         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
342 } mc = {
343         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
344         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
345 };
346
347 static bool move_anon(void)
348 {
349         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
350                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
351 }
352
353 static bool move_file(void)
354 {
355         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
356                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
357 }
358
359 /*
360  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
361  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
362  */
363 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
364 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
365
366 enum charge_type {
367         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
368         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
369         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
370         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
371         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
372         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
373         NR_CHARGE_TYPE,
374 };
375
376 /* for encoding cft->private value on file */
377 #define _MEM                    (0)
378 #define _MEMSWAP                (1)
379 #define _OOM_TYPE               (2)
380 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
381 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
382 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
383 /* Used for OOM nofiier */
384 #define OOM_CONTROL             (0)
385
386 /*
387  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
388  */
389 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
390 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
391 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
392 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
393
394 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
395 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
396
397 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
398 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
399 #include <net/sock.h>
400 #include <net/ip.h>
401
402 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
403 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
404 {
405         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
406                 struct mem_cgroup *memcg;
407
408                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
409
410                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
411                  * filled. It won't however, necessarily happen from
412                  * process context. So the test for root memcg given
413                  * the current task's memcg won't help us in this case.
414                  *
415                  * Respecting the original socket's memcg is a better
416                  * decision in this case.
417                  */
418                 if (sk->sk_cgrp) {
419                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
420                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
421                         return;
422                 }
423
424                 rcu_read_lock();
425                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
426                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
427                         mem_cgroup_get(memcg);
428                         sk->sk_cgrp = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
429                 }
430                 rcu_read_unlock();
431         }
432 }
433 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
434
435 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
436 {
437         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
438                 struct mem_cgroup *memcg;
439                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
440                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
441                 mem_cgroup_put(memcg);
442         }
443 }
444
445 #ifdef CONFIG_INET
446 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
447 {
448         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
449                 return NULL;
450
451         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
452 }
453 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
454 #endif /* CONFIG_INET */
455 #endif /* CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM */
456
457 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
458
459 static struct mem_cgroup_per_zone *
460 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
461 {
462         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
463 }
464
465 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
466 {
467         return &memcg->css;
468 }
469
470 static struct mem_cgroup_per_zone *
471 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
472 {
473         int nid = page_to_nid(page);
474         int zid = page_zonenum(page);
475
476         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
477 }
478
479 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
480 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
481 {
482         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
483 }
484
485 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
486 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
487 {
488         int nid = page_to_nid(page);
489         int zid = page_zonenum(page);
490
491         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
492 }
493
494 static void
495 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
496                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
497                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
498                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
499 {
500         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
501         struct rb_node *parent = NULL;
502         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
503
504         if (mz->on_tree)
505                 return;
506
507         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
508         if (!mz->usage_in_excess)
509                 return;
510         while (*p) {
511                 parent = *p;
512                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
513                                         tree_node);
514                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
515                         p = &(*p)->rb_left;
516                 /*
517                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
518                  * limit by the same amount
519                  */
520                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
521                         p = &(*p)->rb_right;
522         }
523         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
524         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
525         mz->on_tree = true;
526 }
527
528 static void
529 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
530                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
531                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
532 {
533         if (!mz->on_tree)
534                 return;
535         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
536         mz->on_tree = false;
537 }
538
539 static void
540 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
541                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
542                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
543 {
544         spin_lock(&mctz->lock);
545         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
546         spin_unlock(&mctz->lock);
547 }
548
549
550 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
551 {
552         unsigned long long excess;
553         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
554         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
555         int nid = page_to_nid(page);
556         int zid = page_zonenum(page);
557         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
558
559         /*
560          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
561          * because their event counter is not touched.
562          */
563         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
564                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
565                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
566                 /*
567                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
568                  * mem is over its softlimit.
569                  */
570                 if (excess || mz->on_tree) {
571                         spin_lock(&mctz->lock);
572                         /* if on-tree, remove it */
573                         if (mz->on_tree)
574                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
575                         /*
576                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
577                          * If excess is 0, no tree ops.
578                          */
579                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
580                         spin_unlock(&mctz->lock);
581                 }
582         }
583 }
584
585 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
586 {
587         int node, zone;
588         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
589         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
590
591         for_each_node(node) {
592                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
593                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
594                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
595                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
596                 }
597         }
598 }
599
600 static struct mem_cgroup_per_zone *
601 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
602 {
603         struct rb_node *rightmost = NULL;
604         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
605
606 retry:
607         mz = NULL;
608         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
609         if (!rightmost)
610                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
611
612         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
613         /*
614          * Remove the node now but someone else can add it back,
615          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
616          * position in the tree.
617          */
618         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
619         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
620                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
621                 goto retry;
622 done:
623         return mz;
624 }
625
626 static struct mem_cgroup_per_zone *
627 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
628 {
629         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
630
631         spin_lock(&mctz->lock);
632         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
633         spin_unlock(&mctz->lock);
634         return mz;
635 }
636
637 /*
638  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
639  *
640  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
641  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
642  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
643  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
644  *
645  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
646  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
647  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
648  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
649  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
650  *
651  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
652  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
653  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
654  * implemented.
655  */
656 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
657                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
658 {
659         long val = 0;
660         int cpu;
661
662         get_online_cpus();
663         for_each_online_cpu(cpu)
664                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
665 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
666         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
667         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
668         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
669 #endif
670         put_online_cpus();
671         return val;
672 }
673
674 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
675                                          bool charge)
676 {
677         int val = (charge) ? 1 : -1;
678         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
679 }
680
681 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
682                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
683 {
684         unsigned long val = 0;
685         int cpu;
686
687         for_each_online_cpu(cpu)
688                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
689 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
690         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
691         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
692         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
693 #endif
694         return val;
695 }
696
697 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
698                                          bool anon, int nr_pages)
699 {
700         preempt_disable();
701
702         /*
703          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
704          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
705          */
706         if (anon)
707                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
708                                 nr_pages);
709         else
710                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
711                                 nr_pages);
712
713         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
714         if (nr_pages > 0)
715                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
716         else {
717                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
718                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
719         }
720
721         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
722
723         preempt_enable();
724 }
725
726 unsigned long
727 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
728                         unsigned int lru_mask)
729 {
730         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
731         enum lru_list lru;
732         unsigned long ret = 0;
733
734         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
735
736         for_each_lru(lru) {
737                 if (BIT(lru) & lru_mask)
738                         ret += mz->lru_size[lru];
739         }
740         return ret;
741 }
742
743 static unsigned long
744 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
745                         int nid, unsigned int lru_mask)
746 {
747         u64 total = 0;
748         int zid;
749
750         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
751                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
752                                                 nid, zid, lru_mask);
753
754         return total;
755 }
756
757 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
758                         unsigned int lru_mask)
759 {
760         int nid;
761         u64 total = 0;
762
763         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
764                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
765         return total;
766 }
767
768 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
769                                        enum mem_cgroup_events_target target)
770 {
771         unsigned long val, next;
772
773         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
774         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
775         /* from time_after() in jiffies.h */
776         if ((long)next - (long)val < 0) {
777                 switch (target) {
778                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
779                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
780                         break;
781                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
782                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
783                         break;
784                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
785                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
786                         break;
787                 default:
788                         break;
789                 }
790                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
791                 return true;
792         }
793         return false;
794 }
795
796 /*
797  * Check events in order.
798  *
799  */
800 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
801 {
802         preempt_disable();
803         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
804         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
805                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
806                 bool do_softlimit;
807                 bool do_numainfo __maybe_unused;
808
809                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
810                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
811 #if MAX_NUMNODES > 1
812                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
813                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
814 #endif
815                 preempt_enable();
816
817                 mem_cgroup_threshold(memcg);
818                 if (unlikely(do_softlimit))
819                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
820 #if MAX_NUMNODES > 1
821                 if (unlikely(do_numainfo))
822                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
823 #endif
824         } else
825                 preempt_enable();
826 }
827
828 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
829 {
830         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
831                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
832                                 css);
833 }
834
835 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
836 {
837         /*
838          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
839          * if it races with swapoff, page migration, etc.
840          * So this can be called with p == NULL.
841          */
842         if (unlikely(!p))
843                 return NULL;
844
845         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
846                                 struct mem_cgroup, css);
847 }
848
849 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
850 {
851         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
852
853         if (!mm)
854                 return NULL;
855         /*
856          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
857          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
858          * pessimistic (rather than adding locks here).
859          */
860         rcu_read_lock();
861         do {
862                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
863                 if (unlikely(!memcg))
864                         break;
865         } while (!css_tryget(&memcg->css));
866         rcu_read_unlock();
867         return memcg;
868 }
869
870 /**
871  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
872  * @root: hierarchy root
873  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
874  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
875  *
876  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
877  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
878  *
879  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
880  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
881  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
882  *
883  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
884  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
885  * reclaimers operating on the same zone and priority.
886  */
887 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
888                                    struct mem_cgroup *prev,
889                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
890 {
891         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
892         int id = 0;
893
894         if (mem_cgroup_disabled())
895                 return NULL;
896
897         if (!root)
898                 root = root_mem_cgroup;
899
900         if (prev && !reclaim)
901                 id = css_id(&prev->css);
902
903         if (prev && prev != root)
904                 css_put(&prev->css);
905
906         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
907                 if (prev)
908                         return NULL;
909                 return root;
910         }
911
912         while (!memcg) {
913                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
914                 struct cgroup_subsys_state *css;
915
916                 if (reclaim) {
917                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
918                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
919                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
920
921                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
922                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
923                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
924                                 return NULL;
925                         id = iter->position;
926                 }
927
928                 rcu_read_lock();
929                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
930                 if (css) {
931                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
932                                 memcg = container_of(css,
933                                                      struct mem_cgroup, css);
934                 } else
935                         id = 0;
936                 rcu_read_unlock();
937
938                 if (reclaim) {
939                         iter->position = id;
940                         if (!css)
941                                 iter->generation++;
942                         else if (!prev && memcg)
943                                 reclaim->generation = iter->generation;
944                 }
945
946                 if (prev && !css)
947                         return NULL;
948         }
949         return memcg;
950 }
951
952 /**
953  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
954  * @root: hierarchy root
955  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
956  */
957 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
958                            struct mem_cgroup *prev)
959 {
960         if (!root)
961                 root = root_mem_cgroup;
962         if (prev && prev != root)
963                 css_put(&prev->css);
964 }
965
966 /*
967  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
968  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
969  * be used for reference counting.
970  */
971 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
972         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
973              iter != NULL;                              \
974              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
975
976 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
977         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
978              iter != NULL;                              \
979              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
980
981 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
982 {
983         return (memcg == root_mem_cgroup);
984 }
985
986 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
987 {
988         struct mem_cgroup *memcg;
989
990         if (!mm)
991                 return;
992
993         rcu_read_lock();
994         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
995         if (unlikely(!memcg))
996                 goto out;
997
998         switch (idx) {
999         case PGFAULT:
1000                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1001                 break;
1002         case PGMAJFAULT:
1003                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1004                 break;
1005         default:
1006                 BUG();
1007         }
1008 out:
1009         rcu_read_unlock();
1010 }
1011 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1012
1013 /**
1014  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1015  * @zone: zone of the wanted lruvec
1016  * @mem: memcg of the wanted lruvec
1017  *
1018  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1019  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1020  * is disabled.
1021  */
1022 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1023                                       struct mem_cgroup *memcg)
1024 {
1025         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1026
1027         if (mem_cgroup_disabled())
1028                 return &zone->lruvec;
1029
1030         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1031         return &mz->lruvec;
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1036  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1037  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1038  *
1039  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1040  * 1. charge
1041  * 2. moving account
1042  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1043  * It is added to LRU before charge.
1044  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1045  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1046  */
1047
1048 /**
1049  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1050  * @zone: zone of the page
1051  * @page: the page
1052  * @lru: current lru
1053  *
1054  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1055  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1056  *
1057  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1058  * the returned lruvec->lists[@lru].
1059  */
1060 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1061                                        enum lru_list lru)
1062 {
1063         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1064         struct mem_cgroup *memcg;
1065         struct page_cgroup *pc;
1066
1067         if (mem_cgroup_disabled())
1068                 return &zone->lruvec;
1069
1070         pc = lookup_page_cgroup(page);
1071         memcg = pc->mem_cgroup;
1072
1073         /*
1074          * Surreptitiously switch any uncharged page to root:
1075          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1076          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1077          *
1078          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1079          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1080          * of pc->mem_cgroup safe.
1081          */
1082         if (!PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1083                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1084
1085         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1086         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1087         mz->lru_size[lru] += 1 << compound_order(page);
1088         return &mz->lruvec;
1089 }
1090
1091 /**
1092  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1093  * @page: the page
1094  * @lru: target lru
1095  *
1096  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1097  *
1098  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1099  * @page->lru.
1100  */
1101 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1102 {
1103         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1104         struct mem_cgroup *memcg;
1105         struct page_cgroup *pc;
1106
1107         if (mem_cgroup_disabled())
1108                 return;
1109
1110         pc = lookup_page_cgroup(page);
1111         memcg = pc->mem_cgroup;
1112         VM_BUG_ON(!memcg);
1113         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1114         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1115         VM_BUG_ON(mz->lru_size[lru] < (1 << compound_order(page)));
1116         mz->lru_size[lru] -= 1 << compound_order(page);
1117 }
1118
1119 void mem_cgroup_lru_del(struct page *page)
1120 {
1121         mem_cgroup_lru_del_list(page, page_lru(page));
1122 }
1123
1124 /**
1125  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1126  * @zone: zone of the page
1127  * @page: the page
1128  * @from: current lru
1129  * @to: target lru
1130  *
1131  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1132  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1133  * @page is charged to.
1134  *
1135  * The callsite is then responsible for physically relinking
1136  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1137  */
1138 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1139                                          struct page *page,
1140                                          enum lru_list from,
1141                                          enum lru_list to)
1142 {
1143         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1144         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1145         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1146 }
1147
1148 /*
1149  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1150  * hierarchy subtree
1151  */
1152 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1153                                   struct mem_cgroup *memcg)
1154 {
1155         if (root_memcg == memcg)
1156                 return true;
1157         if (!root_memcg->use_hierarchy)
1158                 return false;
1159         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1160 }
1161
1162 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1163                                        struct mem_cgroup *memcg)
1164 {
1165         bool ret;
1166
1167         rcu_read_lock();
1168         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1169         rcu_read_unlock();
1170         return ret;
1171 }
1172
1173 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1174 {
1175         int ret;
1176         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1177         struct task_struct *p;
1178
1179         p = find_lock_task_mm(task);
1180         if (p) {
1181                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1182                 task_unlock(p);
1183         } else {
1184                 /*
1185                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1186                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1187                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1188                  */
1189                 task_lock(task);
1190                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1191                 if (curr)
1192                         css_get(&curr->css);
1193                 task_unlock(task);
1194         }
1195         if (!curr)
1196                 return 0;
1197         /*
1198          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1199          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1200          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1201          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1202          */
1203         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1204         css_put(&curr->css);
1205         return ret;
1206 }
1207
1208 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1209 {
1210         unsigned long inactive_ratio;
1211         int nid = zone_to_nid(zone);
1212         int zid = zone_idx(zone);
1213         unsigned long inactive;
1214         unsigned long active;
1215         unsigned long gb;
1216
1217         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1218                                                 BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1219         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1220                                               BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1221
1222         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1223         if (gb)
1224                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1225         else
1226                 inactive_ratio = 1;
1227
1228         return inactive * inactive_ratio < active;
1229 }
1230
1231 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1232 {
1233         unsigned long active;
1234         unsigned long inactive;
1235         int zid = zone_idx(zone);
1236         int nid = zone_to_nid(zone);
1237
1238         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1239                                                 BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1240         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1241                                               BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1242
1243         return (active > inactive);
1244 }
1245
1246 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1247                                                       struct zone *zone)
1248 {
1249         int nid = zone_to_nid(zone);
1250         int zid = zone_idx(zone);
1251         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1252
1253         return &mz->reclaim_stat;
1254 }
1255
1256 struct zone_reclaim_stat *
1257 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1258 {
1259         struct page_cgroup *pc;
1260         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1261
1262         if (mem_cgroup_disabled())
1263                 return NULL;
1264
1265         pc = lookup_page_cgroup(page);
1266         if (!PageCgroupUsed(pc))
1267                 return NULL;
1268         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1269         smp_rmb();
1270         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1271         return &mz->reclaim_stat;
1272 }
1273
1274 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1275         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1276
1277 /**
1278  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1279  * @mem: the memory cgroup
1280  *
1281  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1282  * pages.
1283  */
1284 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1285 {
1286         unsigned long long margin;
1287
1288         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1289         if (do_swap_account)
1290                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1291         return margin >> PAGE_SHIFT;
1292 }
1293
1294 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1295 {
1296         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1297
1298         /* root ? */
1299         if (cgrp->parent == NULL)
1300                 return vm_swappiness;
1301
1302         return memcg->swappiness;
1303 }
1304
1305 /*
1306  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1307  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1308  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1309  * rcu_read_lock(), like this:
1310  *
1311  *         CPU-A                                    CPU-B
1312  *                                              rcu_read_lock()
1313  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1314  *                                                   take heavy locks.
1315  *         synchronize_rcu()                    update something.
1316  *                                              rcu_read_unlock()
1317  *         start move here.
1318  */
1319
1320 /* for quick checking without looking up memcg */
1321 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1322
1323 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1324 {
1325         atomic_inc(&memcg_moving);
1326         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1327         synchronize_rcu();
1328 }
1329
1330 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1331 {
1332         /*
1333          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1334          * We check NULL in callee rather than caller.
1335          */
1336         if (memcg) {
1337                 atomic_dec(&memcg_moving);
1338                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1339         }
1340 }
1341
1342 /*
1343  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1344  *
1345  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1346  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1347  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1348  *
1349  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1350  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1351  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1352  */
1353
1354 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1355 {
1356         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1357         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1358 }
1359
1360 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1361 {
1362         struct mem_cgroup *from;
1363         struct mem_cgroup *to;
1364         bool ret = false;
1365         /*
1366          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1367          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1368          */
1369         spin_lock(&mc.lock);
1370         from = mc.from;
1371         to = mc.to;
1372         if (!from)
1373                 goto unlock;
1374
1375         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1376                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1377 unlock:
1378         spin_unlock(&mc.lock);
1379         return ret;
1380 }
1381
1382 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1383 {
1384         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1385                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1386                         DEFINE_WAIT(wait);
1387                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1388                         /* moving charge context might have finished. */
1389                         if (mc.moving_task)
1390                                 schedule();
1391                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1392                         return true;
1393                 }
1394         }
1395         return false;
1396 }
1397
1398 /*
1399  * Take this lock when
1400  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1401  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1402  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1403  */
1404 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1405                                   unsigned long *flags)
1406 {
1407         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1408 }
1409
1410 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1411                                 unsigned long *flags)
1412 {
1413         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1414 }
1415
1416 /**
1417  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1418  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1419  * @p: Task that is going to be killed
1420  *
1421  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1422  * enabled
1423  */
1424 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1425 {
1426         struct cgroup *task_cgrp;
1427         struct cgroup *mem_cgrp;
1428         /*
1429          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1430          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1431          * If this assumption is broken, revisit this code.
1432          */
1433         static char memcg_name[PATH_MAX];
1434         int ret;
1435
1436         if (!memcg || !p)
1437                 return;
1438
1439         rcu_read_lock();
1440
1441         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1442         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1443
1444         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1445         if (ret < 0) {
1446                 /*
1447                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1448                  * But we'll still print out the usage information
1449                  */
1450                 rcu_read_unlock();
1451                 goto done;
1452         }
1453         rcu_read_unlock();
1454
1455         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1456
1457         rcu_read_lock();
1458         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1459         if (ret < 0) {
1460                 rcu_read_unlock();
1461                 goto done;
1462         }
1463         rcu_read_unlock();
1464
1465         /*
1466          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1467          */
1468         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1469 done:
1470
1471         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1472                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1473                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1474                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1475         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1476                 "failcnt %llu\n",
1477                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1478                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1479                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1480 }
1481
1482 /*
1483  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1484  * 1(self count) if no children.
1485  */
1486 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1487 {
1488         int num = 0;
1489         struct mem_cgroup *iter;
1490
1491         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1492                 num++;
1493         return num;
1494 }
1495
1496 /*
1497  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1498  */
1499 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1500 {
1501         u64 limit;
1502         u64 memsw;
1503
1504         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1505         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1506
1507         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1508         /*
1509          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1510          * to this memcg, return that limit.
1511          */
1512         return min(limit, memsw);
1513 }
1514
1515 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1516                                         gfp_t gfp_mask,
1517                                         unsigned long flags)
1518 {
1519         unsigned long total = 0;
1520         bool noswap = false;
1521         int loop;
1522
1523         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1524                 noswap = true;
1525         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1526                 noswap = true;
1527
1528         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1529                 if (loop)
1530                         drain_all_stock_async(memcg);
1531                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1532                 /*
1533                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1534                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1535                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1536                  */
1537                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1538                         break;
1539                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1540                         break;
1541                 /*
1542                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1543                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1544                  */
1545                 if (loop && !total)
1546                         break;
1547         }
1548         return total;
1549 }
1550
1551 /**
1552  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1553  * @mem: the target memcg
1554  * @nid: the node ID to be checked.
1555  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1556  *
1557  * This function returns whether the specified memcg contains any
1558  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1559  * pages in the node.
1560  */
1561 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1562                 int nid, bool noswap)
1563 {
1564         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1565                 return true;
1566         if (noswap || !total_swap_pages)
1567                 return false;
1568         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1569                 return true;
1570         return false;
1571
1572 }
1573 #if MAX_NUMNODES > 1
1574
1575 /*
1576  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1577  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1578  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1579  *
1580  */
1581 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1582 {
1583         int nid;
1584         /*
1585          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1586          * pagein/pageout changes since the last update.
1587          */
1588         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1589                 return;
1590         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1591                 return;
1592
1593         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1594         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1595
1596         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1597
1598                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1599                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1600         }
1601
1602         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1603         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1604 }
1605
1606 /*
1607  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1608  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1609  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1610  *
1611  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1612  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1613  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1614  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1615  *
1616  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1617  */
1618 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1619 {
1620         int node;
1621
1622         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1623         node = memcg->last_scanned_node;
1624
1625         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1626         if (node == MAX_NUMNODES)
1627                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1628         /*
1629          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1630          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1631          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1632          * we use curret node.
1633          */
1634         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1635                 node = numa_node_id();
1636
1637         memcg->last_scanned_node = node;
1638         return node;
1639 }
1640
1641 /*
1642  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1643  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1644  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1645  * enough new information. We need to do double check.
1646  */
1647 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1648 {
1649         int nid;
1650
1651         /*
1652          * quick check...making use of scan_node.
1653          * We can skip unused nodes.
1654          */
1655         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1656                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1657                      nid < MAX_NUMNODES;
1658                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1659
1660                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1661                                 return true;
1662                 }
1663         }
1664         /*
1665          * Check rest of nodes.
1666          */
1667         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1668                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1669                         continue;
1670                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1671                         return true;
1672         }
1673         return false;
1674 }
1675
1676 #else
1677 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1678 {
1679         return 0;
1680 }
1681
1682 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1683 {
1684         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1685 }
1686 #endif
1687
1688 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1689                                    struct zone *zone,
1690                                    gfp_t gfp_mask,
1691                                    unsigned long *total_scanned)
1692 {
1693         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1694         int total = 0;
1695         int loop = 0;
1696         unsigned long excess;
1697         unsigned long nr_scanned;
1698         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1699                 .zone = zone,
1700                 .priority = 0,
1701         };
1702
1703         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1704
1705         while (1) {
1706                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1707                 if (!victim) {
1708                         loop++;
1709                         if (loop >= 2) {
1710                                 /*
1711                                  * If we have not been able to reclaim
1712                                  * anything, it might because there are
1713                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1714                                  */
1715                                 if (!total)
1716                                         break;
1717                                 /*
1718                                  * We want to do more targeted reclaim.
1719                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1720                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1721                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1722                                  */
1723                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1724                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1725                                         break;
1726                         }
1727                         continue;
1728                 }
1729                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1730                         continue;
1731                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1732                                                      zone, &nr_scanned);
1733                 *total_scanned += nr_scanned;
1734                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1735                         break;
1736         }
1737         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1738         return total;
1739 }
1740
1741 /*
1742  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1743  * If someone is running, return false.
1744  * Has to be called with memcg_oom_lock
1745  */
1746 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1747 {
1748         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1749
1750         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1751                 if (iter->oom_lock) {
1752                         /*
1753                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1754                          * so we cannot give a lock.
1755                          */
1756                         failed = iter;
1757                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1758                         break;
1759                 } else
1760                         iter->oom_lock = true;
1761         }
1762
1763         if (!failed)
1764                 return true;
1765
1766         /*
1767          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1768          * what we set up to the failing subtree
1769          */
1770         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1771                 if (iter == failed) {
1772                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1773                         break;
1774                 }
1775                 iter->oom_lock = false;
1776         }
1777         return false;
1778 }
1779
1780 /*
1781  * Has to be called with memcg_oom_lock
1782  */
1783 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1784 {
1785         struct mem_cgroup *iter;
1786
1787         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1788                 iter->oom_lock = false;
1789         return 0;
1790 }
1791
1792 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1793 {
1794         struct mem_cgroup *iter;
1795
1796         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1797                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1798 }
1799
1800 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1801 {
1802         struct mem_cgroup *iter;
1803
1804         /*
1805          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1806          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1807          * atomic_add_unless() here.
1808          */
1809         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1810                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1811 }
1812
1813 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1814 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1815
1816 struct oom_wait_info {
1817         struct mem_cgroup *memcg;
1818         wait_queue_t    wait;
1819 };
1820
1821 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1822         unsigned mode, int sync, void *arg)
1823 {
1824         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1825         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1826         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1827
1828         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1829         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1830
1831         /*
1832          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1833          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1834          */
1835         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1836                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1837                 return 0;
1838         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1839 }
1840
1841 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1842 {
1843         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1844         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1845 }
1846
1847 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1848 {
1849         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1850                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1851 }
1852
1853 /*
1854  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1855  */
1856 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1857 {
1858         struct oom_wait_info owait;
1859         bool locked, need_to_kill;
1860
1861         owait.memcg = memcg;
1862         owait.wait.flags = 0;
1863         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1864         owait.wait.private = current;
1865         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1866         need_to_kill = true;
1867         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1868
1869         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1870         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1871         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1872         /*
1873          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1874          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1875          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1876          */
1877         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1878         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1879                 need_to_kill = false;
1880         if (locked)
1881                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1882         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1883
1884         if (need_to_kill) {
1885                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1886                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1887         } else {
1888                 schedule();
1889                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1890         }
1891         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1892         if (locked)
1893                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1894         memcg_wakeup_oom(memcg);
1895         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1896
1897         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1898
1899         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1900                 return false;
1901         /* Give chance to dying process */
1902         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1903         return true;
1904 }
1905
1906 /*
1907  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1908  * generalized to update other statistics as well.
1909  *
1910  * Notes: Race condition
1911  *
1912  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1913  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1914  * to do so _always_.
1915  *
1916  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1917  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1918  * are no race with "charge".
1919  *
1920  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1921  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1922  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1923  * by flags.
1924  *
1925  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1926  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1927  * If there is, we take a lock.
1928  */
1929
1930 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1931                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1932 {
1933         struct mem_cgroup *memcg;
1934         struct page_cgroup *pc;
1935
1936         pc = lookup_page_cgroup(page);
1937 again:
1938         memcg = pc->mem_cgroup;
1939         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1940                 return;
1941         /*
1942          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1943          * need to take move_lock_page_cgroup(). Because we already hold
1944          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1945          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1946          */
1947         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
1948                 return;
1949
1950         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
1951         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
1952                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
1953                 goto again;
1954         }
1955         *locked = true;
1956 }
1957
1958 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
1959 {
1960         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1961
1962         /*
1963          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
1964          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
1965          * should take move_lock_page_cgroup().
1966          */
1967         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
1968 }
1969
1970 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1971                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1972 {
1973         struct mem_cgroup *memcg;
1974         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1975         unsigned long uninitialized_var(flags);
1976
1977         if (mem_cgroup_disabled())
1978                 return;
1979
1980         memcg = pc->mem_cgroup;
1981         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1982                 return;
1983
1984         switch (idx) {
1985         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1986                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1987                 break;
1988         default:
1989                 BUG();
1990         }
1991
1992         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
1993 }
1994
1995 /*
1996  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1997  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1998  */
1999 #define CHARGE_BATCH    32U
2000 struct memcg_stock_pcp {
2001         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2002         unsigned int nr_pages;
2003         struct work_struct work;
2004         unsigned long flags;
2005 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
2006 };
2007 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2008 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2009
2010 /*
2011  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2012  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2013  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2014  * refilled.
2015  */
2016 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2017 {
2018         struct memcg_stock_pcp *stock;
2019         bool ret = true;
2020
2021         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2022         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2023                 stock->nr_pages--;
2024         else /* need to call res_counter_charge */
2025                 ret = false;
2026         put_cpu_var(memcg_stock);
2027         return ret;
2028 }
2029
2030 /*
2031  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2032  */
2033 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2034 {
2035         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2036
2037         if (stock->nr_pages) {
2038                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2039
2040                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2041                 if (do_swap_account)
2042                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2043                 stock->nr_pages = 0;
2044         }
2045         stock->cached = NULL;
2046 }
2047
2048 /*
2049  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2050  * a thread which is pinned to local cpu.
2051  */
2052 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2053 {
2054         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2055         drain_stock(stock);
2056         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2057 }
2058
2059 /*
2060  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2061  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2062  */
2063 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2064 {
2065         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2066
2067         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2068                 drain_stock(stock);
2069                 stock->cached = memcg;
2070         }
2071         stock->nr_pages += nr_pages;
2072         put_cpu_var(memcg_stock);
2073 }
2074
2075 /*
2076  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2077  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2078  * until the work is done.
2079  */
2080 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2081 {
2082         int cpu, curcpu;
2083
2084         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2085         get_online_cpus();
2086         curcpu = get_cpu();
2087         for_each_online_cpu(cpu) {
2088                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2089                 struct mem_cgroup *memcg;
2090
2091                 memcg = stock->cached;
2092                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2093                         continue;
2094                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2095                         continue;
2096                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2097                         if (cpu == curcpu)
2098                                 drain_local_stock(&stock->work);
2099                         else
2100                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2101                 }
2102         }
2103         put_cpu();
2104
2105         if (!sync)
2106                 goto out;
2107
2108         for_each_online_cpu(cpu) {
2109                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2110                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2111                         flush_work(&stock->work);
2112         }
2113 out:
2114         put_online_cpus();
2115 }
2116
2117 /*
2118  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2119  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2120  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2121  * it.
2122  */
2123 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2124 {
2125         /*
2126          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2127          */
2128         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2129                 return;
2130         drain_all_stock(root_memcg, false);
2131         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2132 }
2133
2134 /* This is a synchronous drain interface. */
2135 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2136 {
2137         /* called when force_empty is called */
2138         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2139         drain_all_stock(root_memcg, true);
2140         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2141 }
2142
2143 /*
2144  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2145  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2146  */
2147 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2148 {
2149         int i;
2150
2151         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2152         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2153                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2154
2155                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2156                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2157         }
2158         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2159                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2160
2161                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2162                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2163         }
2164         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2165 }
2166
2167 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2168                                         unsigned long action,
2169                                         void *hcpu)
2170 {
2171         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2172         struct memcg_stock_pcp *stock;
2173         struct mem_cgroup *iter;
2174
2175         if (action == CPU_ONLINE)
2176                 return NOTIFY_OK;
2177
2178         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2179                 return NOTIFY_OK;
2180
2181         for_each_mem_cgroup(iter)
2182                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2183
2184         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2185         drain_stock(stock);
2186         return NOTIFY_OK;
2187 }
2188
2189
2190 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2191 enum {
2192         CHARGE_OK,              /* success */
2193         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2194         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2195         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2196         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2197 };
2198
2199 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2200                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2201 {
2202         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2203         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2204         struct res_counter *fail_res;
2205         unsigned long flags = 0;
2206         int ret;
2207
2208         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2209
2210         if (likely(!ret)) {
2211                 if (!do_swap_account)
2212                         return CHARGE_OK;
2213                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2214                 if (likely(!ret))
2215                         return CHARGE_OK;
2216
2217                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2218                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2219                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2220         } else
2221                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2222         /*
2223          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2224          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2225          *
2226          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2227          * single page instead.
2228          */
2229         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2230                 return CHARGE_RETRY;
2231
2232         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2233                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2234
2235         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2236         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2237                 return CHARGE_RETRY;
2238         /*
2239          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2240          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2241          * before killing the task.
2242          *
2243          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2244          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2245          * to regular pages anyway in case of failure.
2246          */
2247         if (nr_pages == 1 && ret)
2248                 return CHARGE_RETRY;
2249
2250         /*
2251          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2252          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2253          */
2254         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2255                 return CHARGE_RETRY;
2256
2257         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2258         if (!oom_check)
2259                 return CHARGE_NOMEM;
2260         /* check OOM */
2261         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2262                 return CHARGE_OOM_DIE;
2263
2264         return CHARGE_RETRY;
2265 }
2266
2267 /*
2268  * __mem_cgroup_try_charge() does
2269  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2270  * 2. update res_counter
2271  * 3. call memory reclaim if necessary.
2272  *
2273  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2274  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2275  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2276  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2277  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2278  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2279  *
2280  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2281  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2282  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2283  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2284  *
2285  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2286  * the oom-killer can be invoked.
2287  */
2288 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2289                                    gfp_t gfp_mask,
2290                                    unsigned int nr_pages,
2291                                    struct mem_cgroup **ptr,
2292                                    bool oom)
2293 {
2294         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2295         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2296         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2297         int ret;
2298
2299         /*
2300          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2301          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2302          * MEMDIE process.
2303          */
2304         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2305                      || fatal_signal_pending(current)))
2306                 goto bypass;
2307
2308         /*
2309          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2310          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2311          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2312          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2313          */
2314         if (!*ptr && !mm)
2315                 *ptr = root_mem_cgroup;
2316 again:
2317         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2318                 memcg = *ptr;
2319                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2320                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2321                         goto done;
2322                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2323                         goto done;
2324                 css_get(&memcg->css);
2325         } else {
2326                 struct task_struct *p;
2327
2328                 rcu_read_lock();
2329                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2330                 /*
2331                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2332                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2333                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2334                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2335                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2336                  * small race, here.
2337                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2338                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2339                  */
2340                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2341                 if (!memcg)
2342                         memcg = root_mem_cgroup;
2343                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2344                         rcu_read_unlock();
2345                         goto done;
2346                 }
2347                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2348                         /*
2349                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2350                          * But considering how consume_stok works, it's not
2351                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2352                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2353                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2354                          * calling consume_stock().
2355                          */
2356                         rcu_read_unlock();
2357                         goto done;
2358                 }
2359                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2360                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2361                         rcu_read_unlock();
2362                         goto again;
2363                 }
2364                 rcu_read_unlock();
2365         }
2366
2367         do {
2368                 bool oom_check;
2369
2370                 /* If killed, bypass charge */
2371                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2372                         css_put(&memcg->css);
2373                         goto bypass;
2374                 }
2375
2376                 oom_check = false;
2377                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2378                         oom_check = true;
2379                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2380                 }
2381
2382                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2383                 switch (ret) {
2384                 case CHARGE_OK:
2385                         break;
2386                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2387                         batch = nr_pages;
2388                         css_put(&memcg->css);
2389                         memcg = NULL;
2390                         goto again;
2391                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2392                         css_put(&memcg->css);
2393                         goto nomem;
2394                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2395                         if (!oom) {
2396                                 css_put(&memcg->css);
2397                                 goto nomem;
2398                         }
2399                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2400                         nr_oom_retries--;
2401                         break;
2402                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2403                         css_put(&memcg->css);
2404                         goto bypass;
2405                 }
2406         } while (ret != CHARGE_OK);
2407
2408         if (batch > nr_pages)
2409                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2410         css_put(&memcg->css);
2411 done:
2412         *ptr = memcg;
2413         return 0;
2414 nomem:
2415         *ptr = NULL;
2416         return -ENOMEM;
2417 bypass:
2418         *ptr = root_mem_cgroup;
2419         return -EINTR;
2420 }
2421
2422 /*
2423  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2424  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2425  * gotten by try_charge().
2426  */
2427 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2428                                        unsigned int nr_pages)
2429 {
2430         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2431                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2432
2433                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2434                 if (do_swap_account)
2435                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2436         }
2437 }
2438
2439 /*
2440  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2441  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2442  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2443  * memcg.)
2444  */
2445 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2446 {
2447         struct cgroup_subsys_state *css;
2448
2449         /* ID 0 is unused ID */
2450         if (!id)
2451                 return NULL;
2452         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2453         if (!css)
2454                 return NULL;
2455         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2456 }
2457
2458 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2459 {
2460         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2461         struct page_cgroup *pc;
2462         unsigned short id;
2463         swp_entry_t ent;
2464
2465         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2466
2467         pc = lookup_page_cgroup(page);
2468         lock_page_cgroup(pc);
2469         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2470                 memcg = pc->mem_cgroup;
2471                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2472                         memcg = NULL;
2473         } else if (PageSwapCache(page)) {
2474                 ent.val = page_private(page);
2475                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2476                 rcu_read_lock();
2477                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2478                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2479                         memcg = NULL;
2480                 rcu_read_unlock();
2481         }
2482         unlock_page_cgroup(pc);
2483         return memcg;
2484 }
2485
2486 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2487                                        struct page *page,
2488                                        unsigned int nr_pages,
2489                                        enum charge_type ctype,
2490                                        bool lrucare)
2491 {
2492         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2493         struct zone *uninitialized_var(zone);
2494         bool was_on_lru = false;
2495         bool anon;
2496
2497         lock_page_cgroup(pc);
2498         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2499                 unlock_page_cgroup(pc);
2500                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2501                 return;
2502         }
2503         /*
2504          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2505          * accessed by any other context at this point.
2506          */
2507
2508         /*
2509          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2510          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2511          */
2512         if (lrucare) {
2513                 zone = page_zone(page);
2514                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2515                 if (PageLRU(page)) {
2516                         ClearPageLRU(page);
2517                         del_page_from_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2518                         was_on_lru = true;
2519                 }
2520         }
2521
2522         pc->mem_cgroup = memcg;
2523         /*
2524          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2525          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2526          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2527          * before USED bit, we need memory barrier here.
2528          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2529          */
2530         smp_wmb();
2531         SetPageCgroupUsed(pc);
2532
2533         if (lrucare) {
2534                 if (was_on_lru) {
2535                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2536                         SetPageLRU(page);
2537                         add_page_to_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2538                 }
2539                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2540         }
2541
2542         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED)
2543                 anon = true;
2544         else
2545                 anon = false;
2546
2547         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2548         unlock_page_cgroup(pc);
2549
2550         /*
2551          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2552          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2553          * if they exceeds softlimit.
2554          */
2555         memcg_check_events(memcg, page);
2556 }
2557
2558 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2559
2560 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MIGRATION))
2561 /*
2562  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2563  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2564  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2565  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2566  */
2567 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2568 {
2569         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2570         struct page_cgroup *pc;
2571         int i;
2572
2573         if (mem_cgroup_disabled())
2574                 return;
2575         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2576                 pc = head_pc + i;
2577                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2578                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2579                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2580         }
2581 }
2582 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2583
2584 /**
2585  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2586  * @page: the page
2587  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2588  * @pc: page_cgroup of the page.
2589  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2590  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2591  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2592  *
2593  * The caller must confirm following.
2594  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2595  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2596  *
2597  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2598  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2599  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2600  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2601  */
2602 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2603                                    unsigned int nr_pages,
2604                                    struct page_cgroup *pc,
2605                                    struct mem_cgroup *from,
2606                                    struct mem_cgroup *to,
2607                                    bool uncharge)
2608 {
2609         unsigned long flags;
2610         int ret;
2611         bool anon = PageAnon(page);
2612
2613         VM_BUG_ON(from == to);
2614         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2615         /*
2616          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2617          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2618          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2619          * hold it.
2620          */
2621         ret = -EBUSY;
2622         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2623                 goto out;
2624
2625         lock_page_cgroup(pc);
2626
2627         ret = -EINVAL;
2628         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2629                 goto unlock;
2630
2631         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2632
2633         if (!anon && page_mapped(page)) {
2634                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2635                 preempt_disable();
2636                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2637                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2638                 preempt_enable();
2639         }
2640         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2641         if (uncharge)
2642                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2643                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2644
2645         /* caller should have done css_get */
2646         pc->mem_cgroup = to;
2647         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2648         /*
2649          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2650          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2651          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2652          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2653          * status here.
2654          */
2655         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2656         ret = 0;
2657 unlock:
2658         unlock_page_cgroup(pc);
2659         /*
2660          * check events
2661          */
2662         memcg_check_events(to, page);
2663         memcg_check_events(from, page);
2664 out:
2665         return ret;
2666 }
2667
2668 /*
2669  * move charges to its parent.
2670  */
2671
2672 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2673                                   struct page_cgroup *pc,
2674                                   struct mem_cgroup *child,
2675                                   gfp_t gfp_mask)
2676 {
2677         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2678         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2679         struct mem_cgroup *parent;
2680         unsigned int nr_pages;
2681         unsigned long uninitialized_var(flags);
2682         int ret;
2683
2684         /* Is ROOT ? */
2685         if (!pcg)
2686                 return -EINVAL;
2687
2688         ret = -EBUSY;
2689         if (!get_page_unless_zero(page))
2690                 goto out;
2691         if (isolate_lru_page(page))
2692                 goto put;
2693
2694         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2695
2696         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2697         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2698         if (ret)
2699                 goto put_back;
2700
2701         if (nr_pages > 1)
2702                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2703
2704         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2705         if (ret)
2706                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2707
2708         if (nr_pages > 1)
2709                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2710 put_back:
2711         putback_lru_page(page);
2712 put:
2713         put_page(page);
2714 out:
2715         return ret;
2716 }
2717
2718 /*
2719  * Charge the memory controller for page usage.
2720  * Return
2721  * 0 if the charge was successful
2722  * < 0 if the cgroup is over its limit
2723  */
2724 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2725                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2726 {
2727         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2728         unsigned int nr_pages = 1;
2729         bool oom = true;
2730         int ret;
2731
2732         if (PageTransHuge(page)) {
2733                 nr_pages <<= compound_order(page);
2734                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2735                 /*
2736                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2737                  * fault handler will fall back to regular pages.
2738                  */
2739                 oom = false;
2740         }
2741
2742         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2743         if (ret == -ENOMEM)
2744                 return ret;
2745         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2746         return 0;
2747 }
2748
2749 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2750                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2751 {
2752         if (mem_cgroup_disabled())
2753                 return 0;
2754         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2755         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2756         VM_BUG_ON(!mm);
2757         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2758                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2759 }
2760
2761 static void
2762 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2763                                         enum charge_type ctype);
2764
2765 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2766                                 gfp_t gfp_mask)
2767 {
2768         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2769         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2770         int ret;
2771
2772         if (mem_cgroup_disabled())
2773                 return 0;
2774         if (PageCompound(page))
2775                 return 0;
2776
2777         if (unlikely(!mm))
2778                 mm = &init_mm;
2779         if (!page_is_file_cache(page))
2780                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2781
2782         if (!PageSwapCache(page))
2783                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2784         else { /* page is swapcache/shmem */
2785                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2786                 if (!ret)
2787                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2788         }
2789         return ret;
2790 }
2791
2792 /*
2793  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2794  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2795  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2796  * "commit()" or removed by "cancel()"
2797  */
2798 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2799                                  struct page *page,
2800                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2801 {
2802         struct mem_cgroup *memcg;
2803         int ret;
2804
2805         *memcgp = NULL;
2806
2807         if (mem_cgroup_disabled())
2808                 return 0;
2809
2810         if (!do_swap_account)
2811                 goto charge_cur_mm;
2812         /*
2813          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2814          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2815          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2816          * KSM case which does need to charge the page.
2817          */
2818         if (!PageSwapCache(page))
2819                 goto charge_cur_mm;
2820         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2821         if (!memcg)
2822                 goto charge_cur_mm;
2823         *memcgp = memcg;
2824         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2825         css_put(&memcg->css);
2826         if (ret == -EINTR)
2827                 ret = 0;
2828         return ret;
2829 charge_cur_mm:
2830         if (unlikely(!mm))
2831                 mm = &init_mm;
2832         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2833         if (ret == -EINTR)
2834                 ret = 0;
2835         return ret;
2836 }
2837
2838 static void
2839 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2840                                         enum charge_type ctype)
2841 {
2842         if (mem_cgroup_disabled())
2843                 return;
2844         if (!memcg)
2845                 return;
2846         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2847
2848         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2849         /*
2850          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2851          * counted both as mem and swap....double count.
2852          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2853          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2854          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2855          */
2856         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2857                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2858                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2859         }
2860         /*
2861          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2862          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2863          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2864          */
2865         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2866 }
2867
2868 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2869                                      struct mem_cgroup *memcg)
2870 {
2871         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2872                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2873 }
2874
2875 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2876 {
2877         if (mem_cgroup_disabled())
2878                 return;
2879         if (!memcg)
2880                 return;
2881         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2882 }
2883
2884 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2885                                    unsigned int nr_pages,
2886                                    const enum charge_type ctype)
2887 {
2888         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2889         bool uncharge_memsw = true;
2890
2891         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2892         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2893                 uncharge_memsw = false;
2894
2895         batch = &current->memcg_batch;
2896         /*
2897          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2898          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2899          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2900          */
2901         if (!batch->memcg)
2902                 batch->memcg = memcg;
2903         /*
2904          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2905          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2906          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2907          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2908          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2909          */
2910
2911         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2912                 goto direct_uncharge;
2913
2914         if (nr_pages > 1)
2915                 goto direct_uncharge;
2916
2917         /*
2918          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2919          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2920          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2921          */
2922         if (batch->memcg != memcg)
2923                 goto direct_uncharge;
2924         /* remember freed charge and uncharge it later */
2925         batch->nr_pages++;
2926         if (uncharge_memsw)
2927                 batch->memsw_nr_pages++;
2928         return;
2929 direct_uncharge:
2930         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2931         if (uncharge_memsw)
2932                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2933         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2934                 memcg_oom_recover(memcg);
2935 }
2936
2937 /*
2938  * uncharge if !page_mapped(page)
2939  */
2940 static struct mem_cgroup *
2941 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2942 {
2943         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2944         unsigned int nr_pages = 1;
2945         struct page_cgroup *pc;
2946         bool anon;
2947
2948         if (mem_cgroup_disabled())
2949                 return NULL;
2950
2951         if (PageSwapCache(page))
2952                 return NULL;
2953
2954         if (PageTransHuge(page)) {
2955                 nr_pages <<= compound_order(page);
2956                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2957         }
2958         /*
2959          * Check if our page_cgroup is valid
2960          */
2961         pc = lookup_page_cgroup(page);
2962         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2963                 return NULL;
2964
2965         lock_page_cgroup(pc);
2966
2967         memcg = pc->mem_cgroup;
2968
2969         if (!PageCgroupUsed(pc))
2970                 goto unlock_out;
2971
2972         anon = PageAnon(page);
2973
2974         switch (ctype) {
2975         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2976                 /*
2977                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
2978                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
2979                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
2980                  */
2981                 anon = true;
2982                 /* fallthrough */
2983         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
2984                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
2985                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
2986                         goto unlock_out;
2987                 break;
2988         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
2989                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
2990                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
2991                                 goto unlock_out;
2992                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
2993                                 goto unlock_out;
2994                 break;
2995         default:
2996                 break;
2997         }
2998
2999         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3000
3001         ClearPageCgroupUsed(pc);
3002         /*
3003          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3004          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3005          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3006          * special functions.
3007          */
3008
3009         unlock_page_cgroup(pc);
3010         /*
3011          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3012          * will never be freed.
3013          */
3014         memcg_check_events(memcg, page);
3015         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3016                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3017                 mem_cgroup_get(memcg);
3018         }
3019         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3020                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3021
3022         return memcg;
3023
3024 unlock_out:
3025         unlock_page_cgroup(pc);
3026         return NULL;
3027 }
3028
3029 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3030 {
3031         /* early check. */
3032         if (page_mapped(page))
3033                 return;
3034         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3035         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3036 }
3037
3038 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3039 {
3040         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3041         VM_BUG_ON(page->mapping);
3042         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3043 }
3044
3045 /*
3046  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3047  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3048  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3049  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3050  * This may be called prural(2) times in a context,
3051  */
3052
3053 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3054 {
3055         current->memcg_batch.do_batch++;
3056         /* We can do nest. */
3057         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3058                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3059                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3060                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3061         }
3062 }
3063
3064 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3065 {
3066         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3067
3068         if (!batch->do_batch)
3069                 return;
3070
3071         batch->do_batch--;
3072         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3073                 return;
3074
3075         if (!batch->memcg)
3076                 return;
3077         /*
3078          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3079          * bacause we hide charges behind us.
3080          */
3081         if (batch->nr_pages)
3082                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3083                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3084         if (batch->memsw_nr_pages)
3085                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3086                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3087         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3088         /* forget this pointer (for sanity check) */
3089         batch->memcg = NULL;
3090 }
3091
3092 #ifdef CONFIG_SWAP
3093 /*
3094  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3095  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3096  */
3097 void
3098 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3099 {
3100         struct mem_cgroup *memcg;
3101         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3102
3103         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3104                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3105
3106         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3107
3108         /*
3109          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3110          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3111          */
3112         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3113                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3114 }
3115 #endif
3116
3117 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3118 /*
3119  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3120  * uncharge "memsw" account.
3121  */
3122 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3123 {
3124         struct mem_cgroup *memcg;
3125         unsigned short id;
3126
3127         if (!do_swap_account)
3128                 return;
3129
3130         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3131         rcu_read_lock();
3132         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3133         if (memcg) {
3134                 /*
3135                  * We uncharge this because swap is freed.
3136                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3137                  */
3138                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3139                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3140                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3141                 mem_cgroup_put(memcg);
3142         }
3143         rcu_read_unlock();
3144 }
3145
3146 /**
3147  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3148  * @entry: swap entry to be moved
3149  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3150  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3151  *
3152  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3153  * as the mem_cgroup's id of @from.
3154  *
3155  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3156  *
3157  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3158  * both res and memsw, and called css_get().
3159  */
3160 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3161                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3162 {
3163         unsigned short old_id, new_id;
3164
3165         old_id = css_id(&from->css);
3166         new_id = css_id(&to->css);
3167
3168         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3169                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3170                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3171                 /*
3172                  * This function is only called from task migration context now.
3173                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3174                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3175                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3176                  * because if the process that has been moved to @to does
3177                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3178                  */
3179                 mem_cgroup_get(to);
3180                 return 0;
3181         }
3182         return -EINVAL;
3183 }
3184 #else
3185 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3186                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3187 {
3188         return -EINVAL;
3189 }
3190 #endif
3191
3192 /*
3193  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3194  * page belongs to.
3195  */
3196 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3197         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3198 {
3199         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3200         struct page_cgroup *pc;
3201         enum charge_type ctype;
3202         int ret = 0;
3203
3204         *memcgp = NULL;
3205
3206         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3207         if (mem_cgroup_disabled())
3208                 return 0;
3209
3210         pc = lookup_page_cgroup(page);
3211         lock_page_cgroup(pc);
3212         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3213                 memcg = pc->mem_cgroup;
3214                 css_get(&memcg->css);
3215                 /*
3216                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3217                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3218                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3219                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3220                  * until end_migration() is called
3221                  *
3222                  * Corner Case Thinking
3223                  * A)
3224                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3225                  * while migration was ongoing.
3226                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3227                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3228                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3229                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3230                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3231                  *
3232                  * B)
3233                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3234                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3235                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3236                  * without charging it again.
3237                  *
3238                  * C)
3239                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3240                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3241                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3242                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3243                  */
3244                 if (PageAnon(page))
3245                         SetPageCgroupMigration(pc);
3246         }
3247         unlock_page_cgroup(pc);
3248         /*
3249          * If the page is not charged at this point,
3250          * we return here.
3251          */
3252         if (!memcg)
3253                 return 0;
3254
3255         *memcgp = memcg;
3256         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3257         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3258         if (ret) {
3259                 if (PageAnon(page)) {
3260                         lock_page_cgroup(pc);
3261                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3262                         unlock_page_cgroup(pc);
3263                         /*
3264                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3265                          */
3266                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3267                 }
3268                 /* we'll need to revisit this error code (we have -EINTR) */
3269                 return -ENOMEM;
3270         }
3271         /*
3272          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3273          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3274          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3275          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3276          */
3277         if (PageAnon(page))
3278                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3279         else if (page_is_file_cache(page))
3280                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3281         else
3282                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3283         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, ctype, false);
3284         return ret;
3285 }
3286
3287 /* remove redundant charge if migration failed*/
3288 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3289         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3290 {
3291         struct page *used, *unused;
3292         struct page_cgroup *pc;
3293         bool anon;
3294
3295         if (!memcg)
3296                 return;
3297         /* blocks rmdir() */
3298         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3299         if (!migration_ok) {
3300                 used = oldpage;
3301                 unused = newpage;
3302         } else {
3303                 used = newpage;
3304                 unused = oldpage;
3305         }
3306         /*
3307          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3308          * of the page goes down to zero, temporarly.
3309          * Clear the flag and check the page should be charged.
3310          */
3311         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3312         lock_page_cgroup(pc);
3313         ClearPageCgroupMigration(pc);
3314         unlock_page_cgroup(pc);
3315         anon = PageAnon(used);
3316         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3317                 anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED
3318                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3319
3320         /*
3321          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3322          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3323          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3324          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3325          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3326          * check. (see prepare_charge() also)
3327          */
3328         if (anon)
3329                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3330         /*
3331          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3332          * tasks.
3333          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3334          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3335          */
3336         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3337 }
3338
3339 /*
3340  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3341  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3342  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3343  */
3344 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3345                                   struct page *newpage)
3346 {
3347         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3348         struct page_cgroup *pc;
3349         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3350
3351         if (mem_cgroup_disabled())
3352                 return;
3353
3354         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3355         /* fix accounting on old pages */
3356         lock_page_cgroup(pc);
3357         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3358                 memcg = pc->mem_cgroup;
3359                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3360                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3361         }
3362         unlock_page_cgroup(pc);
3363
3364         /*
3365          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3366          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3367          */
3368         if (!memcg)
3369                 return;
3370
3371         if (PageSwapBacked(oldpage))
3372                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3373
3374         /*
3375          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3376          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3377          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3378          */
3379         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3380 }
3381
3382 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3383 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3384 {
3385         struct page_cgroup *pc;
3386
3387         pc = lookup_page_cgroup(page);
3388         /*
3389          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3390          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3391          * or when mem_cgroup_disabled().
3392          */
3393         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3394                 return pc;
3395         return NULL;
3396 }
3397
3398 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3399 {
3400         if (mem_cgroup_disabled())
3401                 return false;
3402
3403         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3404 }
3405
3406 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3407 {
3408         struct page_cgroup *pc;
3409
3410         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3411         if (pc) {
3412                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3413                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3414         }
3415 }
3416 #endif
3417
3418 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3419
3420 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3421                                 unsigned long long val)
3422 {
3423         int retry_count;
3424         u64 memswlimit, memlimit;
3425         int ret = 0;
3426         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3427         u64 curusage, oldusage;
3428         int enlarge;
3429
3430         /*
3431          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3432          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3433          * of # of children which we should visit in this loop.
3434          */
3435         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3436
3437         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3438
3439         enlarge = 0;
3440         while (retry_count) {
3441                 if (signal_pending(current)) {
3442                         ret = -EINTR;
3443                         break;
3444                 }
3445                 /*
3446                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3447                  * open coded manner. You see what this really does.
3448                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3449                  */
3450                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3451                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3452                 if (memswlimit < val) {
3453                         ret = -EINVAL;
3454                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3455                         break;
3456                 }
3457
3458                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3459                 if (memlimit < val)
3460                         enlarge = 1;
3461
3462                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3463                 if (!ret) {
3464                         if (memswlimit == val)
3465                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3466                         else
3467                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3468                 }
3469                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3470
3471                 if (!ret)
3472                         break;
3473
3474                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3475                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3476                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3477                 /* Usage is reduced ? */
3478                 if (curusage >= oldusage)
3479                         retry_count--;
3480                 else
3481                         oldusage = curusage;
3482         }
3483         if (!ret && enlarge)
3484                 memcg_oom_recover(memcg);
3485
3486         return ret;
3487 }
3488
3489 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3490                                         unsigned long long val)
3491 {
3492         int retry_count;
3493         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3494         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3495         int ret = -EBUSY;
3496         int enlarge = 0;
3497
3498         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3499         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3500         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3501         while (retry_count) {
3502                 if (signal_pending(current)) {
3503                         ret = -EINTR;
3504                         break;
3505                 }
3506                 /*
3507                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3508                  * open coded manner. You see what this really does.
3509                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3510                  */
3511                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3512                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3513                 if (memlimit > val) {
3514                         ret = -EINVAL;
3515                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3516                         break;
3517                 }
3518                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3519                 if (memswlimit < val)
3520                         enlarge = 1;
3521                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3522                 if (!ret) {
3523                         if (memlimit == val)
3524                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3525                         else
3526                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3527                 }
3528                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3529
3530                 if (!ret)
3531                         break;
3532
3533                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3534                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3535                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3536                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3537                 /* Usage is reduced ? */
3538                 if (curusage >= oldusage)
3539                         retry_count--;
3540                 else
3541                         oldusage = curusage;
3542         }
3543         if (!ret && enlarge)
3544                 memcg_oom_recover(memcg);
3545         return ret;
3546 }
3547
3548 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3549                                             gfp_t gfp_mask,
3550                                             unsigned long *total_scanned)
3551 {
3552         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3553         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3554         unsigned long reclaimed;
3555         int loop = 0;
3556         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3557         unsigned long long excess;
3558         unsigned long nr_scanned;
3559
3560         if (order > 0)
3561                 return 0;
3562
3563         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3564         /*
3565          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3566          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3567          * pressure
3568          */
3569         do {
3570                 if (next_mz)
3571                         mz = next_mz;
3572                 else
3573                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3574                 if (!mz)
3575                         break;
3576
3577                 nr_scanned = 0;
3578                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3579                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3580                 nr_reclaimed += reclaimed;
3581                 *total_scanned += nr_scanned;
3582                 spin_lock(&mctz->lock);
3583
3584                 /*
3585                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3586                  * it is time to move on to the next cgroup
3587                  */
3588                 next_mz = NULL;
3589                 if (!reclaimed) {
3590                         do {
3591                                 /*
3592                                  * Loop until we find yet another one.
3593                                  *
3594                                  * By the time we get the soft_limit lock
3595                                  * again, someone might have aded the
3596                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3597                                  * make sure we get a different mem.
3598                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3599                                  * NULL if no other cgroup is present on
3600                                  * the tree
3601                                  */
3602                                 next_mz =
3603                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3604                                 if (next_mz == mz)
3605                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3606                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3607                                         break;
3608                         } while (1);
3609                 }
3610                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3611                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3612                 /*
3613                  * One school of thought says that we should not add
3614                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3615                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3616                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3617                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3618                  * term TODO.
3619                  */
3620                 /* If excess == 0, no tree ops */
3621                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3622                 spin_unlock(&mctz->lock);
3623                 css_put(&mz->memcg->css);
3624                 loop++;
3625                 /*
3626                  * Could not reclaim anything and there are no more
3627                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3628                  * reclaiming anything.
3629                  */
3630                 if (!nr_reclaimed &&
3631                         (next_mz == NULL ||
3632                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3633                         break;
3634         } while (!nr_reclaimed);
3635         if (next_mz)
3636                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3637         return nr_reclaimed;
3638 }
3639
3640 /*
3641  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3642  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3643  */
3644 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3645                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3646 {
3647         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3648         unsigned long flags, loop;
3649         struct list_head *list;
3650         struct page *busy;
3651         struct zone *zone;
3652         int ret = 0;
3653
3654         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3655         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3656         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3657
3658         loop = mz->lru_size[lru];
3659         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3660         loop += 256;
3661         busy = NULL;
3662         while (loop--) {
3663                 struct page_cgroup *pc;
3664                 struct page *page;
3665
3666                 ret = 0;
3667                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3668                 if (list_empty(list)) {
3669                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3670                         break;
3671                 }
3672                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3673                 if (busy == page) {
3674                         list_move(&page->lru, list);
3675                         busy = NULL;
3676                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3677                         continue;
3678                 }
3679                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3680
3681                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3682
3683                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3684                 if (ret == -ENOMEM || ret == -EINTR)
3685                         break;
3686
3687                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3688                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3689                         busy = page;
3690                         cond_resched();
3691                 } else
3692                         busy = NULL;
3693         }
3694
3695         if (!ret && !list_empty(list))
3696                 return -EBUSY;
3697         return ret;
3698 }
3699
3700 /*
3701  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3702  * This enables deleting this mem_cgroup.
3703  */
3704 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3705 {
3706         int ret;
3707         int node, zid, shrink;
3708         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3709         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3710
3711         css_get(&memcg->css);
3712
3713         shrink = 0;
3714         /* should free all ? */
3715         if (free_all)
3716                 goto try_to_free;
3717 move_account:
3718         do {
3719                 ret = -EBUSY;
3720                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3721                         goto out;
3722                 ret = -EINTR;
3723                 if (signal_pending(current))
3724                         goto out;
3725                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3726                 lru_add_drain_all();
3727                 drain_all_stock_sync(memcg);
3728                 ret = 0;
3729                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3730                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3731                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3732                                 enum lru_list lru;
3733                                 for_each_lru(lru) {
3734                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3735                                                         node, zid, lru);
3736                                         if (ret)
3737                                                 break;
3738                                 }
3739                         }
3740                         if (ret)
3741                                 break;
3742                 }
3743                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3744                 memcg_oom_recover(memcg);
3745                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3746                 if (ret == -ENOMEM)
3747                         goto try_to_free;
3748                 cond_resched();
3749         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3750         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0 || ret);
3751 out:
3752         css_put(&memcg->css);
3753         return ret;
3754
3755 try_to_free:
3756         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3757         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3758                 ret = -EBUSY;
3759                 goto out;
3760         }
3761         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3762         lru_add_drain_all();
3763         /* try to free all pages in this cgroup */
3764         shrink = 1;
3765         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3766                 int progress;
3767
3768                 if (signal_pending(current)) {
3769                         ret = -EINTR;
3770                         goto out;
3771                 }
3772                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3773                                                 false);
3774                 if (!progress) {
3775                         nr_retries--;
3776                         /* maybe some writeback is necessary */
3777                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3778                 }
3779
3780         }
3781         lru_add_drain();
3782         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3783         goto move_account;
3784 }
3785
3786 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3787 {
3788         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3789 }
3790
3791
3792 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3793 {
3794         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3795 }
3796
3797 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3798                                         u64 val)
3799 {
3800         int retval = 0;
3801         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3802         struct cgroup *parent = cont->parent;
3803         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3804
3805         if (parent)
3806                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3807
3808         cgroup_lock();
3809         /*
3810          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3811          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3812          * occur, provided the current cgroup has no children.
3813          *
3814          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3815          * set if there are no children.
3816          */
3817         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3818                                 (val == 1 || val == 0)) {
3819                 if (list_empty(&cont->children))
3820                         memcg->use_hierarchy = val;
3821                 else
3822                         retval = -EBUSY;
3823         } else
3824                 retval = -EINVAL;
3825         cgroup_unlock();
3826
3827         return retval;
3828 }
3829
3830
3831 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3832                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3833 {
3834         struct mem_cgroup *iter;
3835         long val = 0;
3836
3837         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3838         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3839                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3840
3841         if (val < 0) /* race ? */
3842                 val = 0;
3843         return val;
3844 }
3845
3846 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3847 {
3848         u64 val;
3849
3850         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3851                 if (!swap)
3852                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3853                 else
3854                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3855         }
3856
3857         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3858         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3859
3860         if (swap)
3861                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3862
3863         return val << PAGE_SHIFT;
3864 }
3865
3866 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3867                                struct file *file, char __user *buf,
3868                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
3869 {
3870         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3871         char str[64];
3872         u64 val;
3873         int type, name, len;
3874
3875         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3876         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3877
3878         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3879                 return -EOPNOTSUPP;
3880
3881         switch (type) {
3882         case _MEM:
3883                 if (name == RES_USAGE)
3884                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3885                 else
3886                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3887                 break;
3888         case _MEMSWAP:
3889                 if (name == RES_USAGE)
3890                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3891                 else
3892                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3893                 break;
3894         default:
3895                 BUG();
3896         }
3897
3898         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
3899         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
3900 }
3901 /*
3902  * The user of this function is...
3903  * RES_LIMIT.
3904  */
3905 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3906                             const char *buffer)
3907 {
3908         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3909         int type, name;
3910         unsigned long long val;
3911         int ret;
3912
3913         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3914         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3915
3916         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3917                 return -EOPNOTSUPP;
3918
3919         switch (name) {
3920         case RES_LIMIT:
3921                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3922                         ret = -EINVAL;
3923                         break;
3924                 }
3925                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3926                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3927                 if (ret)
3928                         break;
3929                 if (type == _MEM)
3930                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3931                 else
3932                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3933                 break;
3934         case RES_SOFT_LIMIT:
3935                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3936                 if (ret)
3937                         break;
3938                 /*
3939                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3940                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3941                  * control without swap
3942                  */
3943                 if (type == _MEM)
3944                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3945                 else
3946                         ret = -EINVAL;
3947                 break;
3948         default:
3949                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3950                 break;
3951         }
3952         return ret;
3953 }
3954
3955 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3956                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3957 {
3958         struct cgroup *cgroup;
3959         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3960
3961         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3962         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3963         cgroup = memcg->css.cgroup;
3964         if (!memcg->use_hierarchy)
3965                 goto out;
3966
3967         while (cgroup->parent) {
3968                 cgroup = cgroup->parent;
3969                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3970                 if (!memcg->use_hierarchy)
3971                         break;
3972                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3973                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3974                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3975                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3976         }
3977 out:
3978         *mem_limit = min_limit;
3979         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3980 }
3981
3982 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3983 {
3984         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3985         int type, name;
3986
3987         type = MEMFILE_TYPE(event);
3988         name = MEMFILE_ATTR(event);
3989
3990         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3991                 return -EOPNOTSUPP;
3992
3993         switch (name) {
3994         case RES_MAX_USAGE:
3995                 if (type == _MEM)
3996                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
3997                 else
3998                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
3999                 break;
4000         case RES_FAILCNT:
4001                 if (type == _MEM)
4002                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4003                 else
4004                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4005                 break;
4006         }
4007
4008         return 0;
4009 }
4010
4011 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4012                                         struct cftype *cft)
4013 {
4014         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4015 }
4016
4017 #ifdef CONFIG_MMU
4018 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4019                                         struct cftype *cft, u64 val)
4020 {
4021         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4022
4023         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4024                 return -EINVAL;
4025         /*
4026          * We check this value several times in both in can_attach() and
4027          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4028          * inconsistent.
4029          */
4030         cgroup_lock();
4031         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4032         cgroup_unlock();
4033
4034         return 0;
4035 }
4036 #else
4037 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4038                                         struct cftype *cft, u64 val)
4039 {
4040         return -ENOSYS;
4041 }
4042 #endif
4043
4044
4045 /* For read statistics */
4046 enum {
4047         MCS_CACHE,
4048         MCS_RSS,
4049         MCS_FILE_MAPPED,
4050         MCS_PGPGIN,
4051         MCS_PGPGOUT,
4052         MCS_SWAP,
4053         MCS_PGFAULT,
4054         MCS_PGMAJFAULT,
4055         MCS_INACTIVE_ANON,
4056         MCS_ACTIVE_ANON,
4057         MCS_INACTIVE_FILE,
4058         MCS_ACTIVE_FILE,
4059         MCS_UNEVICTABLE,
4060         NR_MCS_STAT,
4061 };
4062
4063 struct mcs_total_stat {
4064         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4065 };
4066
4067 struct {
4068         char *local_name;
4069         char *total_name;
4070 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4071         {"cache", "total_cache"},
4072         {"rss", "total_rss"},
4073         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4074         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4075         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4076         {"swap", "total_swap"},
4077         {"pgfault", "total_pgfault"},
4078         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4079         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4080         {"active_anon", "total_active_anon"},
4081         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4082         {"active_file", "total_active_file"},
4083         {"unevictable", "total_unevictable"}
4084 };
4085
4086
4087 static void
4088 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4089 {
4090         s64 val;
4091
4092         /* per cpu stat */
4093         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4094         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4095         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4096         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4097         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4098         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4099         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4100         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4101         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4102         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4103         if (do_swap_account) {
4104                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4105                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4106         }
4107         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4108         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4109         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4110         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4111
4112         /* per zone stat */
4113         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4114         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4115         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4116         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4117         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4118         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4119         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4120         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4121         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4122         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4123 }
4124
4125 static void
4126 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4127 {
4128         struct mem_cgroup *iter;
4129
4130         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4131                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4132 }
4133
4134 #ifdef CONFIG_NUMA
4135 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4136 {
4137         int nid;
4138         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4139         unsigned long node_nr;
4140         struct cgroup *cont = m->private;
4141         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4142
4143         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4144         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4145         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4146                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4147                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4148         }
4149         seq_putc(m, '\n');
4150
4151         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4152         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4153         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4154                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4155                                 LRU_ALL_FILE);
4156                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4157         }
4158         seq_putc(m, '\n');
4159
4160         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4161         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4162         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4163                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4164                                 LRU_ALL_ANON);
4165                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4166         }
4167         seq_putc(m, '\n');
4168
4169         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4170         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4171         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4172                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4173                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4174                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4175         }
4176         seq_putc(m, '\n');
4177         return 0;
4178 }
4179 #endif /* CONFIG_NUMA */
4180
4181 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4182                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4183 {
4184         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4185         struct mcs_total_stat mystat;
4186         int i;
4187
4188         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4189         mem_cgroup_get_local_stat(memcg, &mystat);
4190
4191
4192         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4193                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4194                         continue;
4195                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4196         }
4197
4198         /* Hierarchical information */
4199         {
4200                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4201                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4202                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4203                 if (do_swap_account)
4204                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4205         }
4206
4207         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4208         mem_cgroup_get_total_stat(memcg, &mystat);
4209         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4210                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4211                         continue;
4212                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4213         }
4214
4215 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4216         {
4217                 int nid, zid;
4218                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4219                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4220                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4221
4222                 for_each_online_node(nid)
4223                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4224                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4225
4226                                 recent_rotated[0] +=
4227                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
4228                                 recent_rotated[1] +=
4229                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
4230                                 recent_scanned[0] +=
4231                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
4232                                 recent_scanned[1] +=
4233                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
4234                         }
4235                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4236                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4237                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4238                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4239         }
4240 #endif
4241
4242         return 0;
4243 }
4244
4245 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4246 {
4247         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4248
4249         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4250 }
4251
4252 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4253                                        u64 val)
4254 {
4255         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4256         struct mem_cgroup *parent;
4257
4258         if (val > 100)
4259                 return -EINVAL;
4260
4261         if (cgrp->parent == NULL)
4262                 return -EINVAL;
4263
4264         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4265
4266         cgroup_lock();
4267
4268         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4269         if ((parent->use_hierarchy) ||
4270             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4271                 cgroup_unlock();
4272                 return -EINVAL;
4273         }
4274
4275         memcg->swappiness = val;
4276
4277         cgroup_unlock();
4278
4279         return 0;
4280 }
4281
4282 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4283 {
4284         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4285         u64 usage;
4286         int i;
4287
4288         rcu_read_lock();
4289         if (!swap)
4290                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4291         else
4292                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4293
4294         if (!t)
4295                 goto unlock;
4296
4297         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4298
4299         /*
4300          * current_threshold points to threshold just below usage.
4301          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4302          * call of __mem_cgroup_threshold().
4303          */
4304         i = t->current_threshold;
4305
4306         /*
4307          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4308          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4309          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4310          * only one element of the array here.
4311          */
4312         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4313                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4314
4315         /* i = current_threshold + 1 */
4316         i++;
4317
4318         /*
4319          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4320          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4321          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4322          * only one element of the array here.
4323          */
4324         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4325                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4326
4327         /* Update current_threshold */
4328         t->current_threshold = i - 1;
4329 unlock:
4330         rcu_read_unlock();
4331 }
4332
4333 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4334 {
4335         while (memcg) {
4336                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4337                 if (do_swap_account)
4338                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4339
4340                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4341         }
4342 }
4343
4344 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4345 {
4346         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4347         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4348
4349         return _a->threshold - _b->threshold;
4350 }
4351
4352 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4353 {
4354         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4355
4356         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4357                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4358         return 0;
4359 }
4360
4361 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4362 {
4363         struct mem_cgroup *iter;
4364
4365         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4366                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4367 }
4368
4369 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4370         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4371 {
4372         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4373         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4374         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4375         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4376         u64 threshold, usage;
4377         int i, size, ret;
4378
4379         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4380         if (ret)
4381                 return ret;
4382
4383         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4384
4385         if (type == _MEM)
4386                 thresholds = &memcg->thresholds;
4387         else if (type == _MEMSWAP)
4388                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4389         else
4390                 BUG();
4391
4392         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4393
4394         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4395         if (thresholds->primary)
4396                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4397
4398         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4399
4400         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4401         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4402                         GFP_KERNEL);
4403         if (!new) {
4404                 ret = -ENOMEM;
4405                 goto unlock;
4406         }
4407         new->size = size;
4408
4409         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4410         if (thresholds->primary) {
4411                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4412                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4413         }
4414
4415         /* Add new threshold */
4416         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4417         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4418
4419         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4420         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4421                         compare_thresholds, NULL);
4422
4423         /* Find current threshold */
4424         new->current_threshold = -1;
4425         for (i = 0; i < size; i++) {
4426                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4427                         /*
4428                          * new->current_threshold will not be used until
4429                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4430                          * it here.
4431                          */
4432                         ++new->current_threshold;
4433                 }
4434         }
4435
4436         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4437         kfree(thresholds->spare);
4438         thresholds->spare = thresholds->primary;
4439
4440         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4441
4442         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4443         synchronize_rcu();
4444
4445 unlock:
4446         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4447
4448         return ret;
4449 }
4450
4451 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4452         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4453 {
4454         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4455         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4456         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4457         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4458         u64 usage;
4459         int i, j, size;
4460
4461         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4462         if (type == _MEM)
4463                 thresholds = &memcg->thresholds;
4464         else if (type == _MEMSWAP)
4465                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4466         else
4467                 BUG();
4468
4469         if (!thresholds->primary)
4470                 goto unlock;
4471
4472         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4473
4474         /* Check if a threshold crossed before removing */
4475         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4476
4477         /* Calculate new number of threshold */
4478         size = 0;
4479         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4480                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4481                         size++;
4482         }
4483
4484         new = thresholds->spare;
4485
4486         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4487         if (!size) {
4488                 kfree(new);
4489                 new = NULL;
4490                 goto swap_buffers;
4491         }
4492
4493         new->size = size;
4494
4495         /* Copy thresholds and find current threshold */
4496         new->current_threshold = -1;
4497         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4498                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4499                         continue;
4500
4501                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4502                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4503                         /*
4504                          * new->current_threshold will not be used
4505                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4506                          * it here.
4507                          */
4508                         ++new->current_threshold;
4509                 }
4510                 j++;
4511         }
4512
4513 swap_buffers:
4514         /* Swap primary and spare array */
4515         thresholds->spare = thresholds->primary;
4516         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4517         if (!new) {
4518                 kfree(thresholds->spare);
4519                 thresholds->spare = NULL;
4520         }
4521
4522         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4523
4524         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4525         synchronize_rcu();
4526 unlock:
4527         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4528 }
4529
4530 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4531         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4532 {
4533         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4534         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4535         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4536
4537         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4538         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4539         if (!event)
4540                 return -ENOMEM;
4541
4542         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4543
4544         event->eventfd = eventfd;
4545         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4546
4547         /* already in OOM ? */
4548         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4549                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4550         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4551
4552         return 0;
4553 }
4554
4555 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4556         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4557 {
4558         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4559         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4560         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4561
4562         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4563
4564         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4565
4566         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4567                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4568                         list_del(&ev->list);
4569                         kfree(ev);
4570                 }
4571         }
4572
4573         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4574 }
4575
4576 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4577         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4578 {
4579         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4580
4581         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4582
4583         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4584                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4585         else
4586                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4587         return 0;
4588 }
4589
4590 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4591         struct cftype *cft, u64 val)
4592 {
4593         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4594         struct mem_cgroup *parent;
4595
4596         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4597         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4598                 return -EINVAL;
4599
4600         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4601
4602         cgroup_lock();
4603         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4604         if ((parent->use_hierarchy) ||
4605             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4606                 cgroup_unlock();
4607                 return -EINVAL;
4608         }
4609         memcg->oom_kill_disable = val;
4610         if (!val)
4611                 memcg_oom_recover(memcg);
4612         cgroup_unlock();
4613         return 0;
4614 }
4615
4616 #ifdef CONFIG_NUMA
4617 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4618         .read = seq_read,
4619         .llseek = seq_lseek,
4620         .release = single_release,
4621 };
4622
4623 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4624 {
4625         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4626
4627         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4628         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4629 }
4630 #endif /* CONFIG_NUMA */
4631
4632 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4633 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4634 {
4635         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4636 };
4637
4638 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4639 {
4640         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4641 }
4642 #else
4643 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4644 {
4645         return 0;
4646 }
4647
4648 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4649 {
4650 }
4651 #endif
4652
4653 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4654         {
4655                 .name = "usage_in_bytes",
4656                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4657                 .read = mem_cgroup_read,
4658                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4659                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4660         },
4661         {
4662                 .name = "max_usage_in_bytes",
4663                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4664                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4665                 .read = mem_cgroup_read,
4666         },
4667         {
4668                 .name = "limit_in_bytes",
4669                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4670                 .write_string = mem_cgroup_write,
4671                 .read = mem_cgroup_read,
4672         },
4673         {
4674                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4675                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4676                 .write_string = mem_cgroup_write,
4677                 .read = mem_cgroup_read,
4678         },
4679         {
4680                 .name = "failcnt",
4681                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4682                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4683                 .read = mem_cgroup_read,
4684         },
4685         {
4686                 .name = "stat",
4687                 .read_map = mem_control_stat_show,
4688         },
4689         {
4690                 .name = "force_empty",
4691                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4692         },
4693         {
4694                 .name = "use_hierarchy",
4695                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4696                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4697         },
4698         {
4699                 .name = "swappiness",
4700                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4701                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4702         },
4703         {
4704                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4705                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4706                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4707         },
4708         {
4709                 .name = "oom_control",
4710                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4711                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4712                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4713                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4714                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4715         },
4716 #ifdef CONFIG_NUMA
4717         {
4718                 .name = "numa_stat",
4719                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4720                 .mode = S_IRUGO,
4721         },
4722 #endif
4723 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4724         {
4725                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4726                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4727                 .read = mem_cgroup_read,
4728                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4729                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4730         },
4731         {
4732                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4733                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4734                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4735                 .read = mem_cgroup_read,
4736         },
4737         {
4738                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4739                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4740                 .write_string = mem_cgroup_write,
4741                 .read = mem_cgroup_read,
4742         },
4743         {
4744                 .name = "memsw.failcnt",
4745                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4746                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4747                 .read = mem_cgroup_read,
4748         },
4749 #endif
4750         { },    /* terminate */
4751 };
4752
4753 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4754 {
4755         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4756         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4757         enum lru_list lru;
4758         int zone, tmp = node;
4759         /*
4760          * This routine is called against possible nodes.
4761          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4762          *
4763          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4764          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4765          *       function.
4766          */
4767         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4768                 tmp = -1;
4769         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4770         if (!pn)
4771                 return 1;
4772
4773         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4774                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4775                 for_each_lru(lru)
4776                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lruvec.lists[lru]);
4777                 mz->usage_in_excess = 0;
4778                 mz->on_tree = false;
4779                 mz->memcg = memcg;
4780         }
4781         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4782         return 0;
4783 }
4784
4785 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4786 {
4787         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4788 }
4789
4790 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4791 {
4792         struct mem_cgroup *memcg;
4793         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4794
4795         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4796         if (size < PAGE_SIZE)
4797                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4798         else
4799                 memcg = vzalloc(size);
4800
4801         if (!memcg)
4802                 return NULL;
4803
4804         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4805         if (!memcg->stat)
4806                 goto out_free;
4807         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4808         return memcg;
4809
4810 out_free:
4811         if (size < PAGE_SIZE)
4812                 kfree(memcg);
4813         else
4814                 vfree(memcg);
4815         return NULL;
4816 }
4817
4818 /*
4819  * Helpers for freeing a vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4820  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4821  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4822  */
4823 static void vfree_work(struct work_struct *work)
4824 {
4825         struct mem_cgroup *memcg;
4826
4827         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4828         vfree(memcg);
4829 }
4830 static void vfree_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4831 {
4832         struct mem_cgroup *memcg;
4833
4834         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4835         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, vfree_work);
4836         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4837 }
4838
4839 /*
4840  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4841  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4842  *
4843  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4844  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4845  * it goes down to 0.
4846  *
4847  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4848  */
4849
4850 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4851 {
4852         int node;
4853
4854         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4855         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4856
4857         for_each_node(node)
4858                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4859
4860         free_percpu(memcg->stat);
4861         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4862                 kfree_rcu(memcg, rcu_freeing);
4863         else
4864                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, vfree_rcu);
4865 }
4866
4867 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4868 {
4869         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4870 }
4871
4872 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4873 {
4874         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4875                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4876                 __mem_cgroup_free(memcg);
4877                 if (parent)
4878                         mem_cgroup_put(parent);
4879         }
4880 }
4881
4882 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4883 {
4884         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4885 }
4886
4887 /*
4888  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4889  */
4890 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4891 {
4892         if (!memcg->res.parent)
4893                 return NULL;
4894         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4895 }
4896 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4897
4898 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4899 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4900 {
4901         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4902                 do_swap_account = 1;
4903 }
4904 #else
4905 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4906 {
4907 }
4908 #endif
4909
4910 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4911 {
4912         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4913         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4914         int tmp, node, zone;
4915
4916         for_each_node(node) {
4917                 tmp = node;
4918                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4919                         tmp = -1;
4920                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4921                 if (!rtpn)
4922                         goto err_cleanup;
4923
4924                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4925
4926                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4927                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4928                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4929                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4930                 }
4931         }
4932         return 0;
4933
4934 err_cleanup:
4935         for_each_node(node) {
4936                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4937                         break;
4938                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4939                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4940         }
4941         return 1;
4942
4943 }
4944
4945 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4946 mem_cgroup_create(struct cgroup *cont)
4947 {
4948         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4949         long error = -ENOMEM;
4950         int node;
4951
4952         memcg = mem_cgroup_alloc();
4953         if (!memcg)
4954                 return ERR_PTR(error);
4955
4956         for_each_node(node)
4957                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4958                         goto free_out;
4959
4960         /* root ? */
4961         if (cont->parent == NULL) {
4962                 int cpu;
4963                 enable_swap_cgroup();
4964                 parent = NULL;
4965                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4966                         goto free_out;
4967                 root_mem_cgroup = memcg;
4968                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4969                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4970                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4971                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4972                 }
4973                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4974         } else {
4975                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4976                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4977                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4978         }
4979
4980         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4981                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4982                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4983                 /*
4984                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4985                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4986                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4987                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
4988                  */
4989                 mem_cgroup_get(parent);
4990         } else {
4991                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
4992                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4993         }
4994         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4995         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4996
4997         if (parent)
4998                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4999         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
5000         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5001         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5002         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5003
5004         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
5005         if (error) {
5006                 /*
5007                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
5008                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
5009                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
5010                  */
5011                 mem_cgroup_put(memcg);
5012                 return ERR_PTR(error);
5013         }
5014         return &memcg->css;
5015 free_out:
5016         __mem_cgroup_free(memcg);
5017         return ERR_PTR(error);
5018 }
5019
5020 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup *cont)
5021 {
5022         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5023
5024         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
5025 }
5026
5027 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
5028 {
5029         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5030
5031         kmem_cgroup_destroy(memcg);
5032
5033         mem_cgroup_put(memcg);
5034 }
5035
5036 #ifdef CONFIG_MMU
5037 /* Handlers for move charge at task migration. */
5038 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5039 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5040 {
5041         int ret = 0;
5042         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5043         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5044
5045         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5046                 mc.precharge += count;
5047                 /* we don't need css_get for root */
5048                 return ret;
5049         }
5050         /* try to charge at once */
5051         if (count > 1) {
5052                 struct res_counter *dummy;
5053                 /*
5054                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5055                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5056                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5057                  * css_get().
5058                  */
5059                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5060                         goto one_by_one;
5061                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5062                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5063                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5064                         goto one_by_one;
5065                 }
5066                 mc.precharge += count;
5067                 return ret;
5068         }
5069 one_by_one:
5070         /* fall back to one by one charge */
5071         while (count--) {
5072                 if (signal_pending(current)) {
5073                         ret = -EINTR;
5074                         break;
5075                 }
5076                 if (!batch_count--) {
5077                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5078                         cond_resched();
5079                 }
5080                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5081                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5082                 if (ret)
5083                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5084                         return ret;
5085                 mc.precharge++;
5086         }
5087         return ret;
5088 }
5089
5090 /**
5091  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5092  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5093  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5094  * @ptent: the pte to be checked
5095  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5096  *
5097  * Returns
5098  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5099  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5100  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5101  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5102  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5103  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5104  *     in target->ent.
5105  *
5106  * Called with pte lock held.
5107  */
5108 union mc_target {
5109         struct page     *page;
5110         swp_entry_t     ent;
5111 };
5112
5113 enum mc_target_type {
5114         MC_TARGET_NONE = 0,
5115         MC_TARGET_PAGE,
5116         MC_TARGET_SWAP,
5117 };
5118
5119 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5120                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5121 {
5122         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5123
5124         if (!page || !page_mapped(page))
5125                 return NULL;
5126         if (PageAnon(page)) {
5127                 /* we don't move shared anon */
5128                 if (!move_anon())
5129                         return NULL;
5130         } else if (!move_file())
5131                 /* we ignore mapcount for file pages */
5132                 return NULL;
5133         if (!get_page_unless_zero(page))
5134                 return NULL;
5135
5136         return page;
5137 }
5138
5139 #ifdef CONFIG_SWAP
5140 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5141                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5142 {
5143         struct page *page = NULL;
5144         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5145
5146         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5147                 return NULL;
5148         /*
5149          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5150          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5151          */
5152         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
5153         if (do_swap_account)
5154                 entry->val = ent.val;
5155
5156         return page;
5157 }
5158 #else
5159 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5160                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5161 {
5162         return NULL;
5163 }
5164 #endif
5165
5166 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5167                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5168 {
5169         struct page *page = NULL;
5170         struct inode *inode;
5171         struct address_space *mapping;
5172         pgoff_t pgoff;
5173
5174         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5175                 return NULL;
5176         if (!move_file())
5177                 return NULL;
5178
5179         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5180         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5181         if (pte_none(ptent))
5182                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5183         else /* pte_file(ptent) is true */
5184                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5185
5186         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5187         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5188
5189 #ifdef CONFIG_SWAP
5190         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5191         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5192                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5193                 if (do_swap_account)
5194                         *entry = swap;
5195                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5196         }
5197 #endif
5198         return page;
5199 }
5200
5201 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5202                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5203 {
5204         struct page *page = NULL;
5205         struct page_cgroup *pc;
5206         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5207         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5208
5209         if (pte_present(ptent))
5210                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5211         else if (is_swap_pte(ptent))
5212                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5213         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5214                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5215
5216         if (!page && !ent.val)
5217                 return ret;
5218         if (page) {
5219                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5220                 /*
5221                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5222                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5223                  * the lock.
5224                  */
5225                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5226                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5227                         if (target)
5228                                 target->page = page;
5229                 }
5230                 if (!ret || !target)
5231                         put_page(page);
5232         }
5233         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5234         if (ent.val && !ret &&
5235                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5236                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5237                 if (target)
5238                         target->ent = ent;
5239         }
5240         return ret;
5241 }
5242
5243 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5244 /*
5245  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5246  * support them for now.
5247  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5248  */
5249 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5250                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5251 {
5252         struct page *page = NULL;
5253         struct page_cgroup *pc;
5254         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5255
5256         page = pmd_page(pmd);
5257         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5258         if (!move_anon())
5259                 return ret;
5260         pc = lookup_page_cgroup(page);
5261         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5262                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5263                 if (target) {
5264                         get_page(page);
5265                         target->page = page;
5266                 }
5267         }
5268         return ret;
5269 }
5270 #else
5271 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5272                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5273 {
5274         return MC_TARGET_NONE;
5275 }
5276 #endif
5277
5278 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5279                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5280                                         struct mm_walk *walk)
5281 {
5282         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5283         pte_t *pte;
5284         spinlock_t *ptl;
5285
5286         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5287                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5288                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5289                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5290                 return 0;
5291         }
5292
5293         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5294                 return 0;
5295         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5296         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5297                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5298                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5299         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5300         cond_resched();
5301
5302         return 0;
5303 }
5304
5305 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5306 {
5307         unsigned long precharge;
5308         struct vm_area_struct *vma;
5309
5310         down_read(&mm->mmap_sem);
5311         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5312                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5313                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5314                         .mm = mm,
5315                         .private = vma,
5316                 };
5317                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5318                         continue;
5319                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5320                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5321         }
5322         up_read(&mm->mmap_sem);
5323
5324         precharge = mc.precharge;
5325         mc.precharge = 0;
5326
5327         return precharge;
5328 }
5329
5330 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5331 {
5332         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5333
5334         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5335         mc.moving_task = current;
5336         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5337 }
5338
5339 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5340 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5341 {
5342         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5343         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5344
5345         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5346         if (mc.precharge) {
5347                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5348                 mc.precharge = 0;
5349         }
5350         /*
5351          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5352          * we must uncharge here.
5353          */
5354         if (mc.moved_charge) {
5355                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5356                 mc.moved_charge = 0;
5357         }
5358         /* we must fixup refcnts and charges */
5359         if (mc.moved_swap) {
5360                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5361                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5362                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5363                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5364                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5365
5366                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5367                         /*
5368                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5369                          * uncharge to->res.
5370                          */
5371                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5372                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5373                 }
5374                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5375                 mc.moved_swap = 0;
5376         }
5377         memcg_oom_recover(from);
5378         memcg_oom_recover(to);
5379         wake_up_all(&mc.waitq);
5380 }
5381
5382 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5383 {
5384         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5385
5386         /*
5387          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5388          * task migration.
5389          */
5390         mc.moving_task = NULL;
5391         __mem_cgroup_clear_mc();
5392         spin_lock(&mc.lock);
5393         mc.from = NULL;
5394         mc.to = NULL;
5395         spin_unlock(&mc.lock);
5396         mem_cgroup_end_move(from);
5397 }
5398
5399 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5400                                  struct cgroup_taskset *tset)
5401 {
5402         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5403         int ret = 0;
5404         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5405
5406         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5407                 struct mm_struct *mm;
5408                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5409
5410                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5411
5412                 mm = get_task_mm(p);
5413                 if (!mm)
5414                         return 0;
5415                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5416                 if (mm->owner == p) {
5417                         VM_BUG_ON(mc.from);
5418                         VM_BUG_ON(mc.to);
5419                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5420                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5421                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5422                         mem_cgroup_start_move(from);
5423                         spin_lock(&mc.lock);
5424                         mc.from = from;
5425                         mc.to = memcg;
5426                         spin_unlock(&mc.lock);
5427                         /* We set mc.moving_task later */
5428
5429                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5430                         if (ret)
5431                                 mem_cgroup_clear_mc();
5432                 }
5433                 mmput(mm);
5434         }
5435         return ret;
5436 }
5437
5438 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5439                                      struct cgroup_taskset *tset)
5440 {
5441         mem_cgroup_clear_mc();
5442 }
5443
5444 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5445                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5446                                 struct mm_walk *walk)
5447 {
5448         int ret = 0;
5449         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5450         pte_t *pte;
5451         spinlock_t *ptl;
5452         enum mc_target_type target_type;
5453         union mc_target target;
5454         struct page *page;
5455         struct page_cgroup *pc;
5456
5457         /*
5458          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5459          * happens because:
5460          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5461          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5462          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5463          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5464          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5465          *    part of thp split is not executed yet.
5466          */
5467         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5468                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5469                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5470                         return 0;
5471                 }
5472                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5473                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5474                         page = target.page;
5475                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5476                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5477                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5478                                                              pc, mc.from, mc.to,
5479                                                              false)) {
5480                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5481                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5482                                 }
5483                                 putback_lru_page(page);
5484                         }
5485                         put_page(page);
5486                 }
5487                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5488                 return 0;
5489         }
5490
5491         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5492                 return 0;
5493 retry:
5494         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5495         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5496                 pte_t ptent = *(pte++);
5497                 swp_entry_t ent;
5498
5499                 if (!mc.precharge)
5500                         break;
5501
5502                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5503                 case MC_TARGET_PAGE:
5504                         page = target.page;
5505                         if (isolate_lru_page(page))
5506                                 goto put;
5507                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5508                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5509                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5510                                 mc.precharge--;
5511                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5512                                 mc.moved_charge++;
5513                         }
5514                         putback_lru_page(page);
5515 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5516                         put_page(page);
5517                         break;
5518                 case MC_TARGET_SWAP:
5519                         ent = target.ent;
5520                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5521                                 mc.precharge--;
5522                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5523                                 mc.moved_swap++;
5524                         }
5525                         break;
5526                 default:
5527                         break;
5528                 }
5529         }
5530         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5531         cond_resched();
5532
5533         if (addr != end) {
5534                 /*
5535                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5536                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5537                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5538                  * phase.
5539                  */
5540                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5541                 if (!ret)
5542                         goto retry;
5543         }
5544
5545         return ret;
5546 }
5547
5548 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5549 {
5550         struct vm_area_struct *vma;
5551
5552         lru_add_drain_all();
5553 retry:
5554         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5555                 /*
5556                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5557                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5558                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5559                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5560                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5561                  */
5562                 __mem_cgroup_clear_mc();
5563                 cond_resched();
5564                 goto retry;
5565         }
5566         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5567                 int ret;
5568                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5569                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5570                         .mm = mm,
5571                         .private = vma,
5572                 };
5573                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5574                         continue;
5575                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5576                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5577                 if (ret)
5578                         /*
5579                          * means we have consumed all precharges and failed in
5580                          * doing additional charge. Just abandon here.
5581                          */
5582                         break;
5583         }
5584         up_read(&mm->mmap_sem);
5585 }
5586
5587 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5588                                  struct cgroup_taskset *tset)
5589 {
5590         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5591         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5592
5593         if (mm) {
5594                 if (mc.to)
5595                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5596                 mmput(mm);
5597         }
5598         if (mc.to)
5599                 mem_cgroup_clear_mc();
5600 }
5601 #else   /* !CONFIG_MMU */
5602 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5603                                  struct cgroup_taskset *tset)
5604 {
5605         return 0;
5606 }
5607 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5608                                      struct cgroup_taskset *tset)
5609 {
5610 }
5611 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5612                                  struct cgroup_taskset *tset)
5613 {
5614 }
5615 #endif
5616
5617 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5618         .name = "memory",
5619         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5620         .create = mem_cgroup_create,
5621         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5622         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5623         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5624         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5625         .attach = mem_cgroup_move_task,
5626         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
5627         .early_init = 0,
5628         .use_id = 1,
5629         .__DEPRECATED_clear_css_refs = true,
5630 };
5631
5632 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5633 static int __init enable_swap_account(char *s)
5634 {
5635         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5636         if (!strcmp(s, "1"))
5637                 really_do_swap_account = 1;
5638         else if (!strcmp(s, "0"))
5639                 really_do_swap_account = 0;
5640         return 1;
5641 }
5642 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5643
5644 #endif