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