]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - mm/memcontrol.c
memcg: use res_counter_uncharge_until() in move_parent()
[~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 static 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 or equal to 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 __percpu *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_get_lruvec_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
727 {
728         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
729
730         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
731         return mz->lru_size[lru];
732 }
733
734 static unsigned long
735 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
736                         unsigned int lru_mask)
737 {
738         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
739         enum lru_list lru;
740         unsigned long ret = 0;
741
742         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
743
744         for_each_lru(lru) {
745                 if (BIT(lru) & lru_mask)
746                         ret += mz->lru_size[lru];
747         }
748         return ret;
749 }
750
751 static unsigned long
752 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
753                         int nid, unsigned int lru_mask)
754 {
755         u64 total = 0;
756         int zid;
757
758         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
759                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
760                                                 nid, zid, lru_mask);
761
762         return total;
763 }
764
765 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
766                         unsigned int lru_mask)
767 {
768         int nid;
769         u64 total = 0;
770
771         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
772                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
773         return total;
774 }
775
776 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
777                                        enum mem_cgroup_events_target target)
778 {
779         unsigned long val, next;
780
781         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
782         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
783         /* from time_after() in jiffies.h */
784         if ((long)next - (long)val < 0) {
785                 switch (target) {
786                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
787                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
788                         break;
789                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
790                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
791                         break;
792                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
793                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
794                         break;
795                 default:
796                         break;
797                 }
798                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
799                 return true;
800         }
801         return false;
802 }
803
804 /*
805  * Check events in order.
806  *
807  */
808 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
809 {
810         preempt_disable();
811         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
812         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
813                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
814                 bool do_softlimit;
815                 bool do_numainfo __maybe_unused;
816
817                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
818                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
819 #if MAX_NUMNODES > 1
820                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
821                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
822 #endif
823                 preempt_enable();
824
825                 mem_cgroup_threshold(memcg);
826                 if (unlikely(do_softlimit))
827                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
828 #if MAX_NUMNODES > 1
829                 if (unlikely(do_numainfo))
830                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
831 #endif
832         } else
833                 preempt_enable();
834 }
835
836 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
837 {
838         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
839                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
840                                 css);
841 }
842
843 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
844 {
845         /*
846          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
847          * if it races with swapoff, page migration, etc.
848          * So this can be called with p == NULL.
849          */
850         if (unlikely(!p))
851                 return NULL;
852
853         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
854                                 struct mem_cgroup, css);
855 }
856
857 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
858 {
859         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
860
861         if (!mm)
862                 return NULL;
863         /*
864          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
865          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
866          * pessimistic (rather than adding locks here).
867          */
868         rcu_read_lock();
869         do {
870                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
871                 if (unlikely(!memcg))
872                         break;
873         } while (!css_tryget(&memcg->css));
874         rcu_read_unlock();
875         return memcg;
876 }
877
878 /**
879  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
880  * @root: hierarchy root
881  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
882  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
883  *
884  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
885  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
886  *
887  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
888  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
889  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
890  *
891  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
892  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
893  * reclaimers operating on the same zone and priority.
894  */
895 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
896                                    struct mem_cgroup *prev,
897                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
898 {
899         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
900         int id = 0;
901
902         if (mem_cgroup_disabled())
903                 return NULL;
904
905         if (!root)
906                 root = root_mem_cgroup;
907
908         if (prev && !reclaim)
909                 id = css_id(&prev->css);
910
911         if (prev && prev != root)
912                 css_put(&prev->css);
913
914         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
915                 if (prev)
916                         return NULL;
917                 return root;
918         }
919
920         while (!memcg) {
921                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
922                 struct cgroup_subsys_state *css;
923
924                 if (reclaim) {
925                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
926                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
927                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
928
929                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
930                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
931                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
932                                 return NULL;
933                         id = iter->position;
934                 }
935
936                 rcu_read_lock();
937                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
938                 if (css) {
939                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
940                                 memcg = container_of(css,
941                                                      struct mem_cgroup, css);
942                 } else
943                         id = 0;
944                 rcu_read_unlock();
945
946                 if (reclaim) {
947                         iter->position = id;
948                         if (!css)
949                                 iter->generation++;
950                         else if (!prev && memcg)
951                                 reclaim->generation = iter->generation;
952                 }
953
954                 if (prev && !css)
955                         return NULL;
956         }
957         return memcg;
958 }
959
960 /**
961  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
962  * @root: hierarchy root
963  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
964  */
965 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
966                            struct mem_cgroup *prev)
967 {
968         if (!root)
969                 root = root_mem_cgroup;
970         if (prev && prev != root)
971                 css_put(&prev->css);
972 }
973
974 /*
975  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
976  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
977  * be used for reference counting.
978  */
979 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
980         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
981              iter != NULL;                              \
982              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
983
984 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
985         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
986              iter != NULL;                              \
987              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
988
989 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
990 {
991         return (memcg == root_mem_cgroup);
992 }
993
994 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
995 {
996         struct mem_cgroup *memcg;
997
998         if (!mm)
999                 return;
1000
1001         rcu_read_lock();
1002         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1003         if (unlikely(!memcg))
1004                 goto out;
1005
1006         switch (idx) {
1007         case PGFAULT:
1008                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1009                 break;
1010         case PGMAJFAULT:
1011                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1012                 break;
1013         default:
1014                 BUG();
1015         }
1016 out:
1017         rcu_read_unlock();
1018 }
1019 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1020
1021 /**
1022  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1023  * @zone: zone of the wanted lruvec
1024  * @mem: memcg of the wanted lruvec
1025  *
1026  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1027  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1028  * is disabled.
1029  */
1030 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1031                                       struct mem_cgroup *memcg)
1032 {
1033         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1034
1035         if (mem_cgroup_disabled())
1036                 return &zone->lruvec;
1037
1038         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1039         return &mz->lruvec;
1040 }
1041
1042 /*
1043  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1044  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1045  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1046  *
1047  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1048  * 1. charge
1049  * 2. moving account
1050  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1051  * It is added to LRU before charge.
1052  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1053  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1054  */
1055
1056 /**
1057  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1058  * @zone: zone of the page
1059  * @page: the page
1060  * @lru: current lru
1061  *
1062  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1063  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1064  *
1065  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1066  * the returned lruvec->lists[@lru].
1067  */
1068 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1069                                        enum lru_list lru)
1070 {
1071         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1072         struct mem_cgroup *memcg;
1073         struct page_cgroup *pc;
1074
1075         if (mem_cgroup_disabled())
1076                 return &zone->lruvec;
1077
1078         pc = lookup_page_cgroup(page);
1079         memcg = pc->mem_cgroup;
1080
1081         /*
1082          * Surreptitiously switch any uncharged page to root:
1083          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1084          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1085          *
1086          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1087          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1088          * of pc->mem_cgroup safe.
1089          */
1090         if (!PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1091                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1092
1093         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1094         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1095         mz->lru_size[lru] += 1 << compound_order(page);
1096         return &mz->lruvec;
1097 }
1098
1099 /**
1100  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1101  * @page: the page
1102  * @lru: target lru
1103  *
1104  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1105  *
1106  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1107  * @page->lru.
1108  */
1109 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1110 {
1111         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1112         struct mem_cgroup *memcg;
1113         struct page_cgroup *pc;
1114
1115         if (mem_cgroup_disabled())
1116                 return;
1117
1118         pc = lookup_page_cgroup(page);
1119         memcg = pc->mem_cgroup;
1120         VM_BUG_ON(!memcg);
1121         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1122         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1123         VM_BUG_ON(mz->lru_size[lru] < (1 << compound_order(page)));
1124         mz->lru_size[lru] -= 1 << compound_order(page);
1125 }
1126
1127 /**
1128  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1129  * @zone: zone of the page
1130  * @page: the page
1131  * @from: current lru
1132  * @to: target lru
1133  *
1134  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1135  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1136  * @page is charged to.
1137  *
1138  * The callsite is then responsible for physically relinking
1139  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1140  */
1141 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1142                                          struct page *page,
1143                                          enum lru_list from,
1144                                          enum lru_list to)
1145 {
1146         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1147         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1148         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1149 }
1150
1151 /*
1152  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1153  * hierarchy subtree
1154  */
1155 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1156                                   struct mem_cgroup *memcg)
1157 {
1158         if (root_memcg == memcg)
1159                 return true;
1160         if (!root_memcg->use_hierarchy)
1161                 return false;
1162         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1163 }
1164
1165 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1166                                        struct mem_cgroup *memcg)
1167 {
1168         bool ret;
1169
1170         rcu_read_lock();
1171         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1172         rcu_read_unlock();
1173         return ret;
1174 }
1175
1176 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1177 {
1178         int ret;
1179         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1180         struct task_struct *p;
1181
1182         p = find_lock_task_mm(task);
1183         if (p) {
1184                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1185                 task_unlock(p);
1186         } else {
1187                 /*
1188                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1189                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1190                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1191                  */
1192                 task_lock(task);
1193                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1194                 if (curr)
1195                         css_get(&curr->css);
1196                 task_unlock(task);
1197         }
1198         if (!curr)
1199                 return 0;
1200         /*
1201          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1202          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1203          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1204          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1205          */
1206         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1207         css_put(&curr->css);
1208         return ret;
1209 }
1210
1211 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1212 {
1213         unsigned long inactive_ratio;
1214         unsigned long inactive;
1215         unsigned long active;
1216         unsigned long gb;
1217
1218         inactive = mem_cgroup_get_lruvec_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1219         active = mem_cgroup_get_lruvec_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1220
1221         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1222         if (gb)
1223                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1224         else
1225                 inactive_ratio = 1;
1226
1227         return inactive * inactive_ratio < active;
1228 }
1229
1230 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1231 {
1232         unsigned long active;
1233         unsigned long inactive;
1234
1235         inactive = mem_cgroup_get_lruvec_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1236         active = mem_cgroup_get_lruvec_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1237
1238         return (active > inactive);
1239 }
1240
1241 struct zone_reclaim_stat *
1242 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1243 {
1244         struct page_cgroup *pc;
1245         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1246
1247         if (mem_cgroup_disabled())
1248                 return NULL;
1249
1250         pc = lookup_page_cgroup(page);
1251         if (!PageCgroupUsed(pc))
1252                 return NULL;
1253         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1254         smp_rmb();
1255         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1256         return &mz->lruvec.reclaim_stat;
1257 }
1258
1259 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1260         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1261
1262 /**
1263  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1264  * @mem: the memory cgroup
1265  *
1266  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1267  * pages.
1268  */
1269 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1270 {
1271         unsigned long long margin;
1272
1273         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1274         if (do_swap_account)
1275                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1276         return margin >> PAGE_SHIFT;
1277 }
1278
1279 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1280 {
1281         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1282
1283         /* root ? */
1284         if (cgrp->parent == NULL)
1285                 return vm_swappiness;
1286
1287         return memcg->swappiness;
1288 }
1289
1290 /*
1291  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1292  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1293  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1294  * rcu_read_lock(), like this:
1295  *
1296  *         CPU-A                                    CPU-B
1297  *                                              rcu_read_lock()
1298  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1299  *                                                   take heavy locks.
1300  *         synchronize_rcu()                    update something.
1301  *                                              rcu_read_unlock()
1302  *         start move here.
1303  */
1304
1305 /* for quick checking without looking up memcg */
1306 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1307
1308 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1309 {
1310         atomic_inc(&memcg_moving);
1311         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1312         synchronize_rcu();
1313 }
1314
1315 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1316 {
1317         /*
1318          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1319          * We check NULL in callee rather than caller.
1320          */
1321         if (memcg) {
1322                 atomic_dec(&memcg_moving);
1323                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1324         }
1325 }
1326
1327 /*
1328  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1329  *
1330  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1331  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1332  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1333  *
1334  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1335  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1336  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1337  */
1338
1339 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1340 {
1341         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1342         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1343 }
1344
1345 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1346 {
1347         struct mem_cgroup *from;
1348         struct mem_cgroup *to;
1349         bool ret = false;
1350         /*
1351          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1352          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1353          */
1354         spin_lock(&mc.lock);
1355         from = mc.from;
1356         to = mc.to;
1357         if (!from)
1358                 goto unlock;
1359
1360         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1361                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1362 unlock:
1363         spin_unlock(&mc.lock);
1364         return ret;
1365 }
1366
1367 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1368 {
1369         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1370                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1371                         DEFINE_WAIT(wait);
1372                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1373                         /* moving charge context might have finished. */
1374                         if (mc.moving_task)
1375                                 schedule();
1376                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1377                         return true;
1378                 }
1379         }
1380         return false;
1381 }
1382
1383 /*
1384  * Take this lock when
1385  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1386  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1387  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1388  */
1389 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1390                                   unsigned long *flags)
1391 {
1392         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1393 }
1394
1395 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1396                                 unsigned long *flags)
1397 {
1398         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1399 }
1400
1401 /**
1402  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1403  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1404  * @p: Task that is going to be killed
1405  *
1406  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1407  * enabled
1408  */
1409 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1410 {
1411         struct cgroup *task_cgrp;
1412         struct cgroup *mem_cgrp;
1413         /*
1414          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1415          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1416          * If this assumption is broken, revisit this code.
1417          */
1418         static char memcg_name[PATH_MAX];
1419         int ret;
1420
1421         if (!memcg || !p)
1422                 return;
1423
1424         rcu_read_lock();
1425
1426         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1427         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1428
1429         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1430         if (ret < 0) {
1431                 /*
1432                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1433                  * But we'll still print out the usage information
1434                  */
1435                 rcu_read_unlock();
1436                 goto done;
1437         }
1438         rcu_read_unlock();
1439
1440         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1441
1442         rcu_read_lock();
1443         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1444         if (ret < 0) {
1445                 rcu_read_unlock();
1446                 goto done;
1447         }
1448         rcu_read_unlock();
1449
1450         /*
1451          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1452          */
1453         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1454 done:
1455
1456         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1457                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1458                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1459                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1460         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1461                 "failcnt %llu\n",
1462                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1463                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1464                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1465 }
1466
1467 /*
1468  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1469  * 1(self count) if no children.
1470  */
1471 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1472 {
1473         int num = 0;
1474         struct mem_cgroup *iter;
1475
1476         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1477                 num++;
1478         return num;
1479 }
1480
1481 /*
1482  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1483  */
1484 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1485 {
1486         u64 limit;
1487         u64 memsw;
1488
1489         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1490         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1491
1492         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1493         /*
1494          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1495          * to this memcg, return that limit.
1496          */
1497         return min(limit, memsw);
1498 }
1499
1500 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1501                                         gfp_t gfp_mask,
1502                                         unsigned long flags)
1503 {
1504         unsigned long total = 0;
1505         bool noswap = false;
1506         int loop;
1507
1508         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1509                 noswap = true;
1510         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1511                 noswap = true;
1512
1513         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1514                 if (loop)
1515                         drain_all_stock_async(memcg);
1516                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1517                 /*
1518                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1519                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1520                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1521                  */
1522                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1523                         break;
1524                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1525                         break;
1526                 /*
1527                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1528                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1529                  */
1530                 if (loop && !total)
1531                         break;
1532         }
1533         return total;
1534 }
1535
1536 /**
1537  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1538  * @mem: the target memcg
1539  * @nid: the node ID to be checked.
1540  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1541  *
1542  * This function returns whether the specified memcg contains any
1543  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1544  * pages in the node.
1545  */
1546 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1547                 int nid, bool noswap)
1548 {
1549         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1550                 return true;
1551         if (noswap || !total_swap_pages)
1552                 return false;
1553         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1554                 return true;
1555         return false;
1556
1557 }
1558 #if MAX_NUMNODES > 1
1559
1560 /*
1561  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1562  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1563  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1564  *
1565  */
1566 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1567 {
1568         int nid;
1569         /*
1570          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1571          * pagein/pageout changes since the last update.
1572          */
1573         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1574                 return;
1575         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1576                 return;
1577
1578         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1579         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1580
1581         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1582
1583                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1584                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1585         }
1586
1587         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1588         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1589 }
1590
1591 /*
1592  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1593  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1594  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1595  *
1596  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1597  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1598  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1599  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1600  *
1601  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1602  */
1603 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1604 {
1605         int node;
1606
1607         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1608         node = memcg->last_scanned_node;
1609
1610         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1611         if (node == MAX_NUMNODES)
1612                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1613         /*
1614          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1615          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1616          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1617          * we use curret node.
1618          */
1619         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1620                 node = numa_node_id();
1621
1622         memcg->last_scanned_node = node;
1623         return node;
1624 }
1625
1626 /*
1627  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1628  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1629  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1630  * enough new information. We need to do double check.
1631  */
1632 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1633 {
1634         int nid;
1635
1636         /*
1637          * quick check...making use of scan_node.
1638          * We can skip unused nodes.
1639          */
1640         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1641                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1642                      nid < MAX_NUMNODES;
1643                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1644
1645                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1646                                 return true;
1647                 }
1648         }
1649         /*
1650          * Check rest of nodes.
1651          */
1652         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1653                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1654                         continue;
1655                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1656                         return true;
1657         }
1658         return false;
1659 }
1660
1661 #else
1662 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1663 {
1664         return 0;
1665 }
1666
1667 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1668 {
1669         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1670 }
1671 #endif
1672
1673 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1674                                    struct zone *zone,
1675                                    gfp_t gfp_mask,
1676                                    unsigned long *total_scanned)
1677 {
1678         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1679         int total = 0;
1680         int loop = 0;
1681         unsigned long excess;
1682         unsigned long nr_scanned;
1683         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1684                 .zone = zone,
1685                 .priority = 0,
1686         };
1687
1688         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1689
1690         while (1) {
1691                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1692                 if (!victim) {
1693                         loop++;
1694                         if (loop >= 2) {
1695                                 /*
1696                                  * If we have not been able to reclaim
1697                                  * anything, it might because there are
1698                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1699                                  */
1700                                 if (!total)
1701                                         break;
1702                                 /*
1703                                  * We want to do more targeted reclaim.
1704                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1705                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1706                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1707                                  */
1708                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1709                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1710                                         break;
1711                         }
1712                         continue;
1713                 }
1714                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1715                         continue;
1716                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1717                                                      zone, &nr_scanned);
1718                 *total_scanned += nr_scanned;
1719                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1720                         break;
1721         }
1722         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1723         return total;
1724 }
1725
1726 /*
1727  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1728  * If someone is running, return false.
1729  * Has to be called with memcg_oom_lock
1730  */
1731 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1732 {
1733         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1734
1735         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1736                 if (iter->oom_lock) {
1737                         /*
1738                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1739                          * so we cannot give a lock.
1740                          */
1741                         failed = iter;
1742                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1743                         break;
1744                 } else
1745                         iter->oom_lock = true;
1746         }
1747
1748         if (!failed)
1749                 return true;
1750
1751         /*
1752          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1753          * what we set up to the failing subtree
1754          */
1755         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1756                 if (iter == failed) {
1757                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1758                         break;
1759                 }
1760                 iter->oom_lock = false;
1761         }
1762         return false;
1763 }
1764
1765 /*
1766  * Has to be called with memcg_oom_lock
1767  */
1768 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1769 {
1770         struct mem_cgroup *iter;
1771
1772         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1773                 iter->oom_lock = false;
1774         return 0;
1775 }
1776
1777 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1778 {
1779         struct mem_cgroup *iter;
1780
1781         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1782                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1783 }
1784
1785 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1786 {
1787         struct mem_cgroup *iter;
1788
1789         /*
1790          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1791          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1792          * atomic_add_unless() here.
1793          */
1794         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1795                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1796 }
1797
1798 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1799 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1800
1801 struct oom_wait_info {
1802         struct mem_cgroup *memcg;
1803         wait_queue_t    wait;
1804 };
1805
1806 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1807         unsigned mode, int sync, void *arg)
1808 {
1809         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1810         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1811         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1812
1813         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1814         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1815
1816         /*
1817          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1818          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1819          */
1820         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1821                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1822                 return 0;
1823         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1824 }
1825
1826 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1827 {
1828         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1829         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1830 }
1831
1832 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1833 {
1834         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1835                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1836 }
1837
1838 /*
1839  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1840  */
1841 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1842                                   int order)
1843 {
1844         struct oom_wait_info owait;
1845         bool locked, need_to_kill;
1846
1847         owait.memcg = memcg;
1848         owait.wait.flags = 0;
1849         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1850         owait.wait.private = current;
1851         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1852         need_to_kill = true;
1853         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1854
1855         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1856         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1857         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1858         /*
1859          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1860          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1861          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1862          */
1863         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1864         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1865                 need_to_kill = false;
1866         if (locked)
1867                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1868         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1869
1870         if (need_to_kill) {
1871                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1872                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1873         } else {
1874                 schedule();
1875                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1876         }
1877         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1878         if (locked)
1879                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1880         memcg_wakeup_oom(memcg);
1881         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1882
1883         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1884
1885         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1886                 return false;
1887         /* Give chance to dying process */
1888         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1889         return true;
1890 }
1891
1892 /*
1893  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1894  * generalized to update other statistics as well.
1895  *
1896  * Notes: Race condition
1897  *
1898  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1899  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1900  * to do so _always_.
1901  *
1902  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1903  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1904  * are no race with "charge".
1905  *
1906  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1907  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1908  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1909  * by flags.
1910  *
1911  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1912  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1913  * If there is, we take a lock.
1914  */
1915
1916 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1917                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1918 {
1919         struct mem_cgroup *memcg;
1920         struct page_cgroup *pc;
1921
1922         pc = lookup_page_cgroup(page);
1923 again:
1924         memcg = pc->mem_cgroup;
1925         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1926                 return;
1927         /*
1928          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1929          * need to take move_lock_page_cgroup(). Because we already hold
1930          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1931          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1932          */
1933         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
1934                 return;
1935
1936         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
1937         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
1938                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
1939                 goto again;
1940         }
1941         *locked = true;
1942 }
1943
1944 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
1945 {
1946         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1947
1948         /*
1949          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
1950          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
1951          * should take move_lock_page_cgroup().
1952          */
1953         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
1954 }
1955
1956 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1957                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1958 {
1959         struct mem_cgroup *memcg;
1960         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1961         unsigned long uninitialized_var(flags);
1962
1963         if (mem_cgroup_disabled())
1964                 return;
1965
1966         memcg = pc->mem_cgroup;
1967         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1968                 return;
1969
1970         switch (idx) {
1971         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1972                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1973                 break;
1974         default:
1975                 BUG();
1976         }
1977
1978         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
1979 }
1980
1981 /*
1982  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1983  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1984  */
1985 #define CHARGE_BATCH    32U
1986 struct memcg_stock_pcp {
1987         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1988         unsigned int nr_pages;
1989         struct work_struct work;
1990         unsigned long flags;
1991 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1992 };
1993 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1994 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1995
1996 /*
1997  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
1998  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
1999  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2000  * refilled.
2001  */
2002 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2003 {
2004         struct memcg_stock_pcp *stock;
2005         bool ret = true;
2006
2007         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2008         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2009                 stock->nr_pages--;
2010         else /* need to call res_counter_charge */
2011                 ret = false;
2012         put_cpu_var(memcg_stock);
2013         return ret;
2014 }
2015
2016 /*
2017  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2018  */
2019 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2020 {
2021         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2022
2023         if (stock->nr_pages) {
2024                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2025
2026                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2027                 if (do_swap_account)
2028                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2029                 stock->nr_pages = 0;
2030         }
2031         stock->cached = NULL;
2032 }
2033
2034 /*
2035  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2036  * a thread which is pinned to local cpu.
2037  */
2038 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2039 {
2040         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2041         drain_stock(stock);
2042         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2043 }
2044
2045 /*
2046  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2047  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2048  */
2049 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2050 {
2051         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2052
2053         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2054                 drain_stock(stock);
2055                 stock->cached = memcg;
2056         }
2057         stock->nr_pages += nr_pages;
2058         put_cpu_var(memcg_stock);
2059 }
2060
2061 /*
2062  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2063  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2064  * until the work is done.
2065  */
2066 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2067 {
2068         int cpu, curcpu;
2069
2070         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2071         get_online_cpus();
2072         curcpu = get_cpu();
2073         for_each_online_cpu(cpu) {
2074                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2075                 struct mem_cgroup *memcg;
2076
2077                 memcg = stock->cached;
2078                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2079                         continue;
2080                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2081                         continue;
2082                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2083                         if (cpu == curcpu)
2084                                 drain_local_stock(&stock->work);
2085                         else
2086                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2087                 }
2088         }
2089         put_cpu();
2090
2091         if (!sync)
2092                 goto out;
2093
2094         for_each_online_cpu(cpu) {
2095                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2096                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2097                         flush_work(&stock->work);
2098         }
2099 out:
2100         put_online_cpus();
2101 }
2102
2103 /*
2104  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2105  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2106  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2107  * it.
2108  */
2109 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2110 {
2111         /*
2112          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2113          */
2114         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2115                 return;
2116         drain_all_stock(root_memcg, false);
2117         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2118 }
2119
2120 /* This is a synchronous drain interface. */
2121 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2122 {
2123         /* called when force_empty is called */
2124         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2125         drain_all_stock(root_memcg, true);
2126         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2127 }
2128
2129 /*
2130  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2131  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2132  */
2133 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2134 {
2135         int i;
2136
2137         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2138         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2139                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2140
2141                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2142                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2143         }
2144         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2145                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2146
2147                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2148                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2149         }
2150         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2151 }
2152
2153 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2154                                         unsigned long action,
2155                                         void *hcpu)
2156 {
2157         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2158         struct memcg_stock_pcp *stock;
2159         struct mem_cgroup *iter;
2160
2161         if (action == CPU_ONLINE)
2162                 return NOTIFY_OK;
2163
2164         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2165                 return NOTIFY_OK;
2166
2167         for_each_mem_cgroup(iter)
2168                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2169
2170         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2171         drain_stock(stock);
2172         return NOTIFY_OK;
2173 }
2174
2175
2176 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2177 enum {
2178         CHARGE_OK,              /* success */
2179         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2180         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2181         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2182         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2183 };
2184
2185 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2186                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2187 {
2188         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2189         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2190         struct res_counter *fail_res;
2191         unsigned long flags = 0;
2192         int ret;
2193
2194         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2195
2196         if (likely(!ret)) {
2197                 if (!do_swap_account)
2198                         return CHARGE_OK;
2199                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2200                 if (likely(!ret))
2201                         return CHARGE_OK;
2202
2203                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2204                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2205                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2206         } else
2207                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2208         /*
2209          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2210          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2211          *
2212          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2213          * single page instead.
2214          */
2215         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2216                 return CHARGE_RETRY;
2217
2218         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2219                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2220
2221         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2222         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2223                 return CHARGE_RETRY;
2224         /*
2225          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2226          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2227          * before killing the task.
2228          *
2229          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2230          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2231          * to regular pages anyway in case of failure.
2232          */
2233         if (nr_pages == 1 && ret)
2234                 return CHARGE_RETRY;
2235
2236         /*
2237          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2238          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2239          */
2240         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2241                 return CHARGE_RETRY;
2242
2243         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2244         if (!oom_check)
2245                 return CHARGE_NOMEM;
2246         /* check OOM */
2247         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2248                 return CHARGE_OOM_DIE;
2249
2250         return CHARGE_RETRY;
2251 }
2252
2253 /*
2254  * __mem_cgroup_try_charge() does
2255  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2256  * 2. update res_counter
2257  * 3. call memory reclaim if necessary.
2258  *
2259  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2260  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2261  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2262  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2263  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2264  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2265  *
2266  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2267  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2268  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2269  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2270  *
2271  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2272  * the oom-killer can be invoked.
2273  */
2274 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2275                                    gfp_t gfp_mask,
2276                                    unsigned int nr_pages,
2277                                    struct mem_cgroup **ptr,
2278                                    bool oom)
2279 {
2280         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2281         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2282         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2283         int ret;
2284
2285         /*
2286          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2287          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2288          * MEMDIE process.
2289          */
2290         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2291                      || fatal_signal_pending(current)))
2292                 goto bypass;
2293
2294         /*
2295          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2296          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2297          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2298          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2299          */
2300         if (!*ptr && !mm)
2301                 *ptr = root_mem_cgroup;
2302 again:
2303         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2304                 memcg = *ptr;
2305                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2306                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2307                         goto done;
2308                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2309                         goto done;
2310                 css_get(&memcg->css);
2311         } else {
2312                 struct task_struct *p;
2313
2314                 rcu_read_lock();
2315                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2316                 /*
2317                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2318                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2319                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2320                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2321                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2322                  * small race, here.
2323                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2324                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2325                  */
2326                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2327                 if (!memcg)
2328                         memcg = root_mem_cgroup;
2329                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2330                         rcu_read_unlock();
2331                         goto done;
2332                 }
2333                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2334                         /*
2335                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2336                          * But considering how consume_stok works, it's not
2337                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2338                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2339                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2340                          * calling consume_stock().
2341                          */
2342                         rcu_read_unlock();
2343                         goto done;
2344                 }
2345                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2346                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2347                         rcu_read_unlock();
2348                         goto again;
2349                 }
2350                 rcu_read_unlock();
2351         }
2352
2353         do {
2354                 bool oom_check;
2355
2356                 /* If killed, bypass charge */
2357                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2358                         css_put(&memcg->css);
2359                         goto bypass;
2360                 }
2361
2362                 oom_check = false;
2363                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2364                         oom_check = true;
2365                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2366                 }
2367
2368                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2369                 switch (ret) {
2370                 case CHARGE_OK:
2371                         break;
2372                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2373                         batch = nr_pages;
2374                         css_put(&memcg->css);
2375                         memcg = NULL;
2376                         goto again;
2377                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2378                         css_put(&memcg->css);
2379                         goto nomem;
2380                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2381                         if (!oom) {
2382                                 css_put(&memcg->css);
2383                                 goto nomem;
2384                         }
2385                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2386                         nr_oom_retries--;
2387                         break;
2388                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2389                         css_put(&memcg->css);
2390                         goto bypass;
2391                 }
2392         } while (ret != CHARGE_OK);
2393
2394         if (batch > nr_pages)
2395                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2396         css_put(&memcg->css);
2397 done:
2398         *ptr = memcg;
2399         return 0;
2400 nomem:
2401         *ptr = NULL;
2402         return -ENOMEM;
2403 bypass:
2404         *ptr = root_mem_cgroup;
2405         return -EINTR;
2406 }
2407
2408 /*
2409  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2410  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2411  * gotten by try_charge().
2412  */
2413 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2414                                        unsigned int nr_pages)
2415 {
2416         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2417                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2418
2419                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2420                 if (do_swap_account)
2421                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2422         }
2423 }
2424
2425 /*
2426  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2427  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2428  */
2429 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2430                                         unsigned int nr_pages)
2431 {
2432         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2433
2434         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2435                 return;
2436
2437         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2438         if (do_swap_account)
2439                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2440                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2441 }
2442
2443 /*
2444  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2445  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2446  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2447  * memcg.)
2448  */
2449 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2450 {
2451         struct cgroup_subsys_state *css;
2452
2453         /* ID 0 is unused ID */
2454         if (!id)
2455                 return NULL;
2456         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2457         if (!css)
2458                 return NULL;
2459         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2460 }
2461
2462 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2463 {
2464         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2465         struct page_cgroup *pc;
2466         unsigned short id;
2467         swp_entry_t ent;
2468
2469         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2470
2471         pc = lookup_page_cgroup(page);
2472         lock_page_cgroup(pc);
2473         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2474                 memcg = pc->mem_cgroup;
2475                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2476                         memcg = NULL;
2477         } else if (PageSwapCache(page)) {
2478                 ent.val = page_private(page);
2479                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2480                 rcu_read_lock();
2481                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2482                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2483                         memcg = NULL;
2484                 rcu_read_unlock();
2485         }
2486         unlock_page_cgroup(pc);
2487         return memcg;
2488 }
2489
2490 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2491                                        struct page *page,
2492                                        unsigned int nr_pages,
2493                                        enum charge_type ctype,
2494                                        bool lrucare)
2495 {
2496         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2497         struct zone *uninitialized_var(zone);
2498         bool was_on_lru = false;
2499         bool anon;
2500
2501         lock_page_cgroup(pc);
2502         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2503                 unlock_page_cgroup(pc);
2504                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2505                 return;
2506         }
2507         /*
2508          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2509          * accessed by any other context at this point.
2510          */
2511
2512         /*
2513          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2514          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2515          */
2516         if (lrucare) {
2517                 zone = page_zone(page);
2518                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2519                 if (PageLRU(page)) {
2520                         ClearPageLRU(page);
2521                         del_page_from_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2522                         was_on_lru = true;
2523                 }
2524         }
2525
2526         pc->mem_cgroup = memcg;
2527         /*
2528          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2529          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2530          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2531          * before USED bit, we need memory barrier here.
2532          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2533          */
2534         smp_wmb();
2535         SetPageCgroupUsed(pc);
2536
2537         if (lrucare) {
2538                 if (was_on_lru) {
2539                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2540                         SetPageLRU(page);
2541                         add_page_to_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2542                 }
2543                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2544         }
2545
2546         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED)
2547                 anon = true;
2548         else
2549                 anon = false;
2550
2551         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2552         unlock_page_cgroup(pc);
2553
2554         /*
2555          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2556          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2557          * if they exceeds softlimit.
2558          */
2559         memcg_check_events(memcg, page);
2560 }
2561
2562 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2563
2564 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
2565 /*
2566  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2567  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2568  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2569  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2570  */
2571 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2572 {
2573         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2574         struct page_cgroup *pc;
2575         int i;
2576
2577         if (mem_cgroup_disabled())
2578                 return;
2579         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2580                 pc = head_pc + i;
2581                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2582                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2583                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2584         }
2585 }
2586 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2587
2588 /**
2589  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2590  * @page: the page
2591  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2592  * @pc: page_cgroup of the page.
2593  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2594  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2595  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2596  *
2597  * The caller must confirm following.
2598  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2599  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2600  *
2601  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2602  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2603  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2604  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2605  */
2606 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2607                                    unsigned int nr_pages,
2608                                    struct page_cgroup *pc,
2609                                    struct mem_cgroup *from,
2610                                    struct mem_cgroup *to,
2611                                    bool uncharge)
2612 {
2613         unsigned long flags;
2614         int ret;
2615         bool anon = PageAnon(page);
2616
2617         VM_BUG_ON(from == to);
2618         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2619         /*
2620          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2621          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2622          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2623          * hold it.
2624          */
2625         ret = -EBUSY;
2626         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2627                 goto out;
2628
2629         lock_page_cgroup(pc);
2630
2631         ret = -EINVAL;
2632         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2633                 goto unlock;
2634
2635         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2636
2637         if (!anon && page_mapped(page)) {
2638                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2639                 preempt_disable();
2640                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2641                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2642                 preempt_enable();
2643         }
2644         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2645         if (uncharge)
2646                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2647                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2648
2649         /* caller should have done css_get */
2650         pc->mem_cgroup = to;
2651         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2652         /*
2653          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2654          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2655          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2656          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2657          * status here.
2658          */
2659         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2660         ret = 0;
2661 unlock:
2662         unlock_page_cgroup(pc);
2663         /*
2664          * check events
2665          */
2666         memcg_check_events(to, page);
2667         memcg_check_events(from, page);
2668 out:
2669         return ret;
2670 }
2671
2672 /*
2673  * move charges to its parent.
2674  */
2675
2676 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2677                                   struct page_cgroup *pc,
2678                                   struct mem_cgroup *child,
2679                                   gfp_t gfp_mask)
2680 {
2681         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2682         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2683         struct mem_cgroup *parent;
2684         unsigned int nr_pages;
2685         unsigned long uninitialized_var(flags);
2686         int ret;
2687
2688         /* Is ROOT ? */
2689         if (!pcg)
2690                 return -EINVAL;
2691
2692         ret = -EBUSY;
2693         if (!get_page_unless_zero(page))
2694                 goto out;
2695         if (isolate_lru_page(page))
2696                 goto put;
2697
2698         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2699
2700         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2701         if (!parent->use_hierarchy) {
2702                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
2703                                         gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2704                 if (ret)
2705                         goto put_back;
2706         }
2707
2708         if (nr_pages > 1)
2709                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2710
2711         if (parent->use_hierarchy) {
2712                 ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
2713                                         pc, child, parent, false);
2714                 if (!ret)
2715                         __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
2716         } else {
2717                 ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
2718                                         pc, child, parent, true);
2719
2720                 if (ret)
2721                         __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2722         }
2723
2724         if (nr_pages > 1)
2725                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2726 put_back:
2727         putback_lru_page(page);
2728 put:
2729         put_page(page);
2730 out:
2731         return ret;
2732 }
2733
2734 /*
2735  * Charge the memory controller for page usage.
2736  * Return
2737  * 0 if the charge was successful
2738  * < 0 if the cgroup is over its limit
2739  */
2740 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2741                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2742 {
2743         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2744         unsigned int nr_pages = 1;
2745         bool oom = true;
2746         int ret;
2747
2748         if (PageTransHuge(page)) {
2749                 nr_pages <<= compound_order(page);
2750                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2751                 /*
2752                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2753                  * fault handler will fall back to regular pages.
2754                  */
2755                 oom = false;
2756         }
2757
2758         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2759         if (ret == -ENOMEM)
2760                 return ret;
2761         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2762         return 0;
2763 }
2764
2765 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2766                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2767 {
2768         if (mem_cgroup_disabled())
2769                 return 0;
2770         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2771         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2772         VM_BUG_ON(!mm);
2773         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2774                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2775 }
2776
2777 static void
2778 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2779                                         enum charge_type ctype);
2780
2781 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2782                                 gfp_t gfp_mask)
2783 {
2784         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2785         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2786         int ret;
2787
2788         if (mem_cgroup_disabled())
2789                 return 0;
2790         if (PageCompound(page))
2791                 return 0;
2792
2793         if (unlikely(!mm))
2794                 mm = &init_mm;
2795         if (!page_is_file_cache(page))
2796                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2797
2798         if (!PageSwapCache(page))
2799                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2800         else { /* page is swapcache/shmem */
2801                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2802                 if (!ret)
2803                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2804         }
2805         return ret;
2806 }
2807
2808 /*
2809  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2810  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2811  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2812  * "commit()" or removed by "cancel()"
2813  */
2814 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2815                                  struct page *page,
2816                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2817 {
2818         struct mem_cgroup *memcg;
2819         int ret;
2820
2821         *memcgp = NULL;
2822
2823         if (mem_cgroup_disabled())
2824                 return 0;
2825
2826         if (!do_swap_account)
2827                 goto charge_cur_mm;
2828         /*
2829          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2830          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2831          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2832          * KSM case which does need to charge the page.
2833          */
2834         if (!PageSwapCache(page))
2835                 goto charge_cur_mm;
2836         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2837         if (!memcg)
2838                 goto charge_cur_mm;
2839         *memcgp = memcg;
2840         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2841         css_put(&memcg->css);
2842         if (ret == -EINTR)
2843                 ret = 0;
2844         return ret;
2845 charge_cur_mm:
2846         if (unlikely(!mm))
2847                 mm = &init_mm;
2848         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2849         if (ret == -EINTR)
2850                 ret = 0;
2851         return ret;
2852 }
2853
2854 static void
2855 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2856                                         enum charge_type ctype)
2857 {
2858         if (mem_cgroup_disabled())
2859                 return;
2860         if (!memcg)
2861                 return;
2862         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2863
2864         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2865         /*
2866          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2867          * counted both as mem and swap....double count.
2868          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2869          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2870          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2871          */
2872         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2873                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2874                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2875         }
2876         /*
2877          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2878          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2879          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2880          */
2881         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2882 }
2883
2884 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2885                                      struct mem_cgroup *memcg)
2886 {
2887         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2888                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2889 }
2890
2891 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2892 {
2893         if (mem_cgroup_disabled())
2894                 return;
2895         if (!memcg)
2896                 return;
2897         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2898 }
2899
2900 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2901                                    unsigned int nr_pages,
2902                                    const enum charge_type ctype)
2903 {
2904         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2905         bool uncharge_memsw = true;
2906
2907         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2908         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2909                 uncharge_memsw = false;
2910
2911         batch = &current->memcg_batch;
2912         /*
2913          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2914          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2915          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2916          */
2917         if (!batch->memcg)
2918                 batch->memcg = memcg;
2919         /*
2920          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2921          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2922          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2923          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2924          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2925          */
2926
2927         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2928                 goto direct_uncharge;
2929
2930         if (nr_pages > 1)
2931                 goto direct_uncharge;
2932
2933         /*
2934          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2935          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2936          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2937          */
2938         if (batch->memcg != memcg)
2939                 goto direct_uncharge;
2940         /* remember freed charge and uncharge it later */
2941         batch->nr_pages++;
2942         if (uncharge_memsw)
2943                 batch->memsw_nr_pages++;
2944         return;
2945 direct_uncharge:
2946         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2947         if (uncharge_memsw)
2948                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2949         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2950                 memcg_oom_recover(memcg);
2951 }
2952
2953 /*
2954  * uncharge if !page_mapped(page)
2955  */
2956 static struct mem_cgroup *
2957 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2958 {
2959         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2960         unsigned int nr_pages = 1;
2961         struct page_cgroup *pc;
2962         bool anon;
2963
2964         if (mem_cgroup_disabled())
2965                 return NULL;
2966
2967         if (PageSwapCache(page))
2968                 return NULL;
2969
2970         if (PageTransHuge(page)) {
2971                 nr_pages <<= compound_order(page);
2972                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2973         }
2974         /*
2975          * Check if our page_cgroup is valid
2976          */
2977         pc = lookup_page_cgroup(page);
2978         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2979                 return NULL;
2980
2981         lock_page_cgroup(pc);
2982
2983         memcg = pc->mem_cgroup;
2984
2985         if (!PageCgroupUsed(pc))
2986                 goto unlock_out;
2987
2988         anon = PageAnon(page);
2989
2990         switch (ctype) {
2991         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2992                 /*
2993                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
2994                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
2995                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
2996                  */
2997                 anon = true;
2998                 /* fallthrough */
2999         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3000                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3001                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
3002                         goto unlock_out;
3003                 break;
3004         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3005                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3006                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3007                                 goto unlock_out;
3008                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3009                                 goto unlock_out;
3010                 break;
3011         default:
3012                 break;
3013         }
3014
3015         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3016
3017         ClearPageCgroupUsed(pc);
3018         /*
3019          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3020          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3021          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3022          * special functions.
3023          */
3024
3025         unlock_page_cgroup(pc);
3026         /*
3027          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3028          * will never be freed.
3029          */
3030         memcg_check_events(memcg, page);
3031         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3032                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3033                 mem_cgroup_get(memcg);
3034         }
3035         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3036                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3037
3038         return memcg;
3039
3040 unlock_out:
3041         unlock_page_cgroup(pc);
3042         return NULL;
3043 }
3044
3045 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3046 {
3047         /* early check. */
3048         if (page_mapped(page))
3049                 return;
3050         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3051         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3052 }
3053
3054 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3055 {
3056         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3057         VM_BUG_ON(page->mapping);
3058         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3059 }
3060
3061 /*
3062  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3063  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3064  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3065  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3066  * This may be called prural(2) times in a context,
3067  */
3068
3069 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3070 {
3071         current->memcg_batch.do_batch++;
3072         /* We can do nest. */
3073         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3074                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3075                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3076                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3077         }
3078 }
3079
3080 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3081 {
3082         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3083
3084         if (!batch->do_batch)
3085                 return;
3086
3087         batch->do_batch--;
3088         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3089                 return;
3090
3091         if (!batch->memcg)
3092                 return;
3093         /*
3094          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3095          * bacause we hide charges behind us.
3096          */
3097         if (batch->nr_pages)
3098                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3099                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3100         if (batch->memsw_nr_pages)
3101                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3102                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3103         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3104         /* forget this pointer (for sanity check) */
3105         batch->memcg = NULL;
3106 }
3107
3108 #ifdef CONFIG_SWAP
3109 /*
3110  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3111  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3112  */
3113 void
3114 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3115 {
3116         struct mem_cgroup *memcg;
3117         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3118
3119         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3120                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3121
3122         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3123
3124         /*
3125          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3126          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3127          */
3128         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3129                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3130 }
3131 #endif
3132
3133 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3134 /*
3135  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3136  * uncharge "memsw" account.
3137  */
3138 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3139 {
3140         struct mem_cgroup *memcg;
3141         unsigned short id;
3142
3143         if (!do_swap_account)
3144                 return;
3145
3146         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3147         rcu_read_lock();
3148         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3149         if (memcg) {
3150                 /*
3151                  * We uncharge this because swap is freed.
3152                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3153                  */
3154                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3155                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3156                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3157                 mem_cgroup_put(memcg);
3158         }
3159         rcu_read_unlock();
3160 }
3161
3162 /**
3163  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3164  * @entry: swap entry to be moved
3165  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3166  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3167  *
3168  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3169  * as the mem_cgroup's id of @from.
3170  *
3171  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3172  *
3173  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3174  * both res and memsw, and called css_get().
3175  */
3176 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3177                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3178 {
3179         unsigned short old_id, new_id;
3180
3181         old_id = css_id(&from->css);
3182         new_id = css_id(&to->css);
3183
3184         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3185                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3186                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3187                 /*
3188                  * This function is only called from task migration context now.
3189                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3190                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3191                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3192                  * because if the process that has been moved to @to does
3193                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3194                  */
3195                 mem_cgroup_get(to);
3196                 return 0;
3197         }
3198         return -EINVAL;
3199 }
3200 #else
3201 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3202                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3203 {
3204         return -EINVAL;
3205 }
3206 #endif
3207
3208 /*
3209  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3210  * page belongs to.
3211  */
3212 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3213         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3214 {
3215         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3216         struct page_cgroup *pc;
3217         enum charge_type ctype;
3218         int ret = 0;
3219
3220         *memcgp = NULL;
3221
3222         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3223         if (mem_cgroup_disabled())
3224                 return 0;
3225
3226         pc = lookup_page_cgroup(page);
3227         lock_page_cgroup(pc);
3228         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3229                 memcg = pc->mem_cgroup;
3230                 css_get(&memcg->css);
3231                 /*
3232                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3233                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3234                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3235                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3236                  * until end_migration() is called
3237                  *
3238                  * Corner Case Thinking
3239                  * A)
3240                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3241                  * while migration was ongoing.
3242                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3243                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3244                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3245                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3246                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3247                  *
3248                  * B)
3249                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3250                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3251                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3252                  * without charging it again.
3253                  *
3254                  * C)
3255                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3256                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3257                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3258                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3259                  */
3260                 if (PageAnon(page))
3261                         SetPageCgroupMigration(pc);
3262         }
3263         unlock_page_cgroup(pc);
3264         /*
3265          * If the page is not charged at this point,
3266          * we return here.
3267          */
3268         if (!memcg)
3269                 return 0;
3270
3271         *memcgp = memcg;
3272         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3273         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3274         if (ret) {
3275                 if (PageAnon(page)) {
3276                         lock_page_cgroup(pc);
3277                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3278                         unlock_page_cgroup(pc);
3279                         /*
3280                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3281                          */
3282                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3283                 }
3284                 /* we'll need to revisit this error code (we have -EINTR) */
3285                 return -ENOMEM;
3286         }
3287         /*
3288          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3289          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3290          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3291          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3292          */
3293         if (PageAnon(page))
3294                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3295         else if (page_is_file_cache(page))
3296                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3297         else
3298                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3299         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, ctype, false);
3300         return ret;
3301 }
3302
3303 /* remove redundant charge if migration failed*/
3304 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3305         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3306 {
3307         struct page *used, *unused;
3308         struct page_cgroup *pc;
3309         bool anon;
3310
3311         if (!memcg)
3312                 return;
3313         /* blocks rmdir() */
3314         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3315         if (!migration_ok) {
3316                 used = oldpage;
3317                 unused = newpage;
3318         } else {
3319                 used = newpage;
3320                 unused = oldpage;
3321         }
3322         /*
3323          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3324          * of the page goes down to zero, temporarly.
3325          * Clear the flag and check the page should be charged.
3326          */
3327         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3328         lock_page_cgroup(pc);
3329         ClearPageCgroupMigration(pc);
3330         unlock_page_cgroup(pc);
3331         anon = PageAnon(used);
3332         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3333                 anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED
3334                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3335
3336         /*
3337          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3338          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3339          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3340          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3341          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3342          * check. (see prepare_charge() also)
3343          */
3344         if (anon)
3345                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3346         /*
3347          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3348          * tasks.
3349          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3350          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3351          */
3352         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3353 }
3354
3355 /*
3356  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3357  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3358  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3359  */
3360 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3361                                   struct page *newpage)
3362 {
3363         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3364         struct page_cgroup *pc;
3365         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3366
3367         if (mem_cgroup_disabled())
3368                 return;
3369
3370         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3371         /* fix accounting on old pages */
3372         lock_page_cgroup(pc);
3373         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3374                 memcg = pc->mem_cgroup;
3375                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3376                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3377         }
3378         unlock_page_cgroup(pc);
3379
3380         /*
3381          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3382          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3383          */
3384         if (!memcg)
3385                 return;
3386
3387         if (PageSwapBacked(oldpage))
3388                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3389
3390         /*
3391          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3392          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3393          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3394          */
3395         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3396 }
3397
3398 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3399 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3400 {
3401         struct page_cgroup *pc;
3402
3403         pc = lookup_page_cgroup(page);
3404         /*
3405          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3406          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3407          * or when mem_cgroup_disabled().
3408          */
3409         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3410                 return pc;
3411         return NULL;
3412 }
3413
3414 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3415 {
3416         if (mem_cgroup_disabled())
3417                 return false;
3418
3419         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3420 }
3421
3422 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3423 {
3424         struct page_cgroup *pc;
3425
3426         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3427         if (pc) {
3428                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3429                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3430         }
3431 }
3432 #endif
3433
3434 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3435
3436 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3437                                 unsigned long long val)
3438 {
3439         int retry_count;
3440         u64 memswlimit, memlimit;
3441         int ret = 0;
3442         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3443         u64 curusage, oldusage;
3444         int enlarge;
3445
3446         /*
3447          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3448          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3449          * of # of children which we should visit in this loop.
3450          */
3451         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3452
3453         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3454
3455         enlarge = 0;
3456         while (retry_count) {
3457                 if (signal_pending(current)) {
3458                         ret = -EINTR;
3459                         break;
3460                 }
3461                 /*
3462                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3463                  * open coded manner. You see what this really does.
3464                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3465                  */
3466                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3467                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3468                 if (memswlimit < val) {
3469                         ret = -EINVAL;
3470                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3471                         break;
3472                 }
3473
3474                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3475                 if (memlimit < val)
3476                         enlarge = 1;
3477
3478                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3479                 if (!ret) {
3480                         if (memswlimit == val)
3481                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3482                         else
3483                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3484                 }
3485                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3486
3487                 if (!ret)
3488                         break;
3489
3490                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3491                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3492                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3493                 /* Usage is reduced ? */
3494                 if (curusage >= oldusage)
3495                         retry_count--;
3496                 else
3497                         oldusage = curusage;
3498         }
3499         if (!ret && enlarge)
3500                 memcg_oom_recover(memcg);
3501
3502         return ret;
3503 }
3504
3505 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3506                                         unsigned long long val)
3507 {
3508         int retry_count;
3509         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3510         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3511         int ret = -EBUSY;
3512         int enlarge = 0;
3513
3514         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3515         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3516         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3517         while (retry_count) {
3518                 if (signal_pending(current)) {
3519                         ret = -EINTR;
3520                         break;
3521                 }
3522                 /*
3523                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3524                  * open coded manner. You see what this really does.
3525                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3526                  */
3527                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3528                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3529                 if (memlimit > val) {
3530                         ret = -EINVAL;
3531                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3532                         break;
3533                 }
3534                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3535                 if (memswlimit < val)
3536                         enlarge = 1;
3537                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3538                 if (!ret) {
3539                         if (memlimit == val)
3540                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3541                         else
3542                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3543                 }
3544                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3545
3546                 if (!ret)
3547                         break;
3548
3549                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3550                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3551                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3552                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3553                 /* Usage is reduced ? */
3554                 if (curusage >= oldusage)
3555                         retry_count--;
3556                 else
3557                         oldusage = curusage;
3558         }
3559         if (!ret && enlarge)
3560                 memcg_oom_recover(memcg);
3561         return ret;
3562 }
3563
3564 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3565                                             gfp_t gfp_mask,
3566                                             unsigned long *total_scanned)
3567 {
3568         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3569         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3570         unsigned long reclaimed;
3571         int loop = 0;
3572         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3573         unsigned long long excess;
3574         unsigned long nr_scanned;
3575
3576         if (order > 0)
3577                 return 0;
3578
3579         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3580         /*
3581          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3582          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3583          * pressure
3584          */
3585         do {
3586                 if (next_mz)
3587                         mz = next_mz;
3588                 else
3589                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3590                 if (!mz)
3591                         break;
3592
3593                 nr_scanned = 0;
3594                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3595                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3596                 nr_reclaimed += reclaimed;
3597                 *total_scanned += nr_scanned;
3598                 spin_lock(&mctz->lock);
3599
3600                 /*
3601                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3602                  * it is time to move on to the next cgroup
3603                  */
3604                 next_mz = NULL;
3605                 if (!reclaimed) {
3606                         do {
3607                                 /*
3608                                  * Loop until we find yet another one.
3609                                  *
3610                                  * By the time we get the soft_limit lock
3611                                  * again, someone might have aded the
3612                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3613                                  * make sure we get a different mem.
3614                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3615                                  * NULL if no other cgroup is present on
3616                                  * the tree
3617                                  */
3618                                 next_mz =
3619                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3620                                 if (next_mz == mz)
3621                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3622                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3623                                         break;
3624                         } while (1);
3625                 }
3626                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3627                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3628                 /*
3629                  * One school of thought says that we should not add
3630                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3631                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3632                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3633                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3634                  * term TODO.
3635                  */
3636                 /* If excess == 0, no tree ops */
3637                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3638                 spin_unlock(&mctz->lock);
3639                 css_put(&mz->memcg->css);
3640                 loop++;
3641                 /*
3642                  * Could not reclaim anything and there are no more
3643                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3644                  * reclaiming anything.
3645                  */
3646                 if (!nr_reclaimed &&
3647                         (next_mz == NULL ||
3648                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3649                         break;
3650         } while (!nr_reclaimed);
3651         if (next_mz)
3652                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3653         return nr_reclaimed;
3654 }
3655
3656 /*
3657  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3658  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3659  */
3660 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3661                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3662 {
3663         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3664         unsigned long flags, loop;
3665         struct list_head *list;
3666         struct page *busy;
3667         struct zone *zone;
3668         int ret = 0;
3669
3670         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3671         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3672         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3673
3674         loop = mz->lru_size[lru];
3675         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3676         loop += 256;
3677         busy = NULL;
3678         while (loop--) {
3679                 struct page_cgroup *pc;
3680                 struct page *page;
3681
3682                 ret = 0;
3683                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3684                 if (list_empty(list)) {
3685                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3686                         break;
3687                 }
3688                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3689                 if (busy == page) {
3690                         list_move(&page->lru, list);
3691                         busy = NULL;
3692                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3693                         continue;
3694                 }
3695                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3696
3697                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3698
3699                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3700                 if (ret == -ENOMEM || ret == -EINTR)
3701                         break;
3702
3703                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3704                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3705                         busy = page;
3706                         cond_resched();
3707                 } else
3708                         busy = NULL;
3709         }
3710
3711         if (!ret && !list_empty(list))
3712                 return -EBUSY;
3713         return ret;
3714 }
3715
3716 /*
3717  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3718  * This enables deleting this mem_cgroup.
3719  */
3720 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3721 {
3722         int ret;
3723         int node, zid, shrink;
3724         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3725         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3726
3727         css_get(&memcg->css);
3728
3729         shrink = 0;
3730         /* should free all ? */
3731         if (free_all)
3732                 goto try_to_free;
3733 move_account:
3734         do {
3735                 ret = -EBUSY;
3736                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3737                         goto out;
3738                 ret = -EINTR;
3739                 if (signal_pending(current))
3740                         goto out;
3741                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3742                 lru_add_drain_all();
3743                 drain_all_stock_sync(memcg);
3744                 ret = 0;
3745                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3746                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3747                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3748                                 enum lru_list lru;
3749                                 for_each_lru(lru) {
3750                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3751                                                         node, zid, lru);
3752                                         if (ret)
3753                                                 break;
3754                                 }
3755                         }
3756                         if (ret)
3757                                 break;
3758                 }
3759                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3760                 memcg_oom_recover(memcg);
3761                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3762                 if (ret == -ENOMEM)
3763                         goto try_to_free;
3764                 cond_resched();
3765         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3766         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0 || ret);
3767 out:
3768         css_put(&memcg->css);
3769         return ret;
3770
3771 try_to_free:
3772         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3773         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3774                 ret = -EBUSY;
3775                 goto out;
3776         }
3777         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3778         lru_add_drain_all();
3779         /* try to free all pages in this cgroup */
3780         shrink = 1;
3781         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3782                 int progress;
3783
3784                 if (signal_pending(current)) {
3785                         ret = -EINTR;
3786                         goto out;
3787                 }
3788                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3789                                                 false);
3790                 if (!progress) {
3791                         nr_retries--;
3792                         /* maybe some writeback is necessary */
3793                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3794                 }
3795
3796         }
3797         lru_add_drain();
3798         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3799         goto move_account;
3800 }
3801
3802 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3803 {
3804         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3805 }
3806
3807
3808 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3809 {
3810         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3811 }
3812
3813 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3814                                         u64 val)
3815 {
3816         int retval = 0;
3817         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3818         struct cgroup *parent = cont->parent;
3819         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3820
3821         if (parent)
3822                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3823
3824         cgroup_lock();
3825         /*
3826          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3827          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3828          * occur, provided the current cgroup has no children.
3829          *
3830          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3831          * set if there are no children.
3832          */
3833         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3834                                 (val == 1 || val == 0)) {
3835                 if (list_empty(&cont->children))
3836                         memcg->use_hierarchy = val;
3837                 else
3838                         retval = -EBUSY;
3839         } else
3840                 retval = -EINVAL;
3841         cgroup_unlock();
3842
3843         return retval;
3844 }
3845
3846
3847 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3848                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3849 {
3850         struct mem_cgroup *iter;
3851         long val = 0;
3852
3853         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3854         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3855                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3856
3857         if (val < 0) /* race ? */
3858                 val = 0;
3859         return val;
3860 }
3861
3862 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3863 {
3864         u64 val;
3865
3866         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3867                 if (!swap)
3868                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3869                 else
3870                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3871         }
3872
3873         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3874         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3875
3876         if (swap)
3877                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3878
3879         return val << PAGE_SHIFT;
3880 }
3881
3882 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3883                                struct file *file, char __user *buf,
3884                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
3885 {
3886         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3887         char str[64];
3888         u64 val;
3889         int type, name, len;
3890
3891         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3892         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3893
3894         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3895                 return -EOPNOTSUPP;
3896
3897         switch (type) {
3898         case _MEM:
3899                 if (name == RES_USAGE)
3900                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3901                 else
3902                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3903                 break;
3904         case _MEMSWAP:
3905                 if (name == RES_USAGE)
3906                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3907                 else
3908                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3909                 break;
3910         default:
3911                 BUG();
3912         }
3913
3914         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
3915         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
3916 }
3917 /*
3918  * The user of this function is...
3919  * RES_LIMIT.
3920  */
3921 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3922                             const char *buffer)
3923 {
3924         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3925         int type, name;
3926         unsigned long long val;
3927         int ret;
3928
3929         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3930         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3931
3932         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3933                 return -EOPNOTSUPP;
3934
3935         switch (name) {
3936         case RES_LIMIT:
3937                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3938                         ret = -EINVAL;
3939                         break;
3940                 }
3941                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3942                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3943                 if (ret)
3944                         break;
3945                 if (type == _MEM)
3946                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3947                 else
3948                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3949                 break;
3950         case RES_SOFT_LIMIT:
3951                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3952                 if (ret)
3953                         break;
3954                 /*
3955                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3956                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3957                  * control without swap
3958                  */
3959                 if (type == _MEM)
3960                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3961                 else
3962                         ret = -EINVAL;
3963                 break;
3964         default:
3965                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3966                 break;
3967         }
3968         return ret;
3969 }
3970
3971 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3972                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3973 {
3974         struct cgroup *cgroup;
3975         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3976
3977         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3978         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3979         cgroup = memcg->css.cgroup;
3980         if (!memcg->use_hierarchy)
3981                 goto out;
3982
3983         while (cgroup->parent) {
3984                 cgroup = cgroup->parent;
3985                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3986                 if (!memcg->use_hierarchy)
3987                         break;
3988                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3989                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3990                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3991                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3992         }
3993 out:
3994         *mem_limit = min_limit;
3995         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3996 }
3997
3998 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3999 {
4000         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4001         int type, name;
4002
4003         type = MEMFILE_TYPE(event);
4004         name = MEMFILE_ATTR(event);
4005
4006         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4007                 return -EOPNOTSUPP;
4008
4009         switch (name) {
4010         case RES_MAX_USAGE:
4011                 if (type == _MEM)
4012                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4013                 else
4014                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4015                 break;
4016         case RES_FAILCNT:
4017                 if (type == _MEM)
4018                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4019                 else
4020                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4021                 break;
4022         }
4023
4024         return 0;
4025 }
4026
4027 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4028                                         struct cftype *cft)
4029 {
4030         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4031 }
4032
4033 #ifdef CONFIG_MMU
4034 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4035                                         struct cftype *cft, u64 val)
4036 {
4037         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4038
4039         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4040                 return -EINVAL;
4041         /*
4042          * We check this value several times in both in can_attach() and
4043          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4044          * inconsistent.
4045          */
4046         cgroup_lock();
4047         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4048         cgroup_unlock();
4049
4050         return 0;
4051 }
4052 #else
4053 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4054                                         struct cftype *cft, u64 val)
4055 {
4056         return -ENOSYS;
4057 }
4058 #endif
4059
4060
4061 /* For read statistics */
4062 enum {
4063         MCS_CACHE,
4064         MCS_RSS,
4065         MCS_FILE_MAPPED,
4066         MCS_PGPGIN,
4067         MCS_PGPGOUT,
4068         MCS_SWAP,
4069         MCS_PGFAULT,
4070         MCS_PGMAJFAULT,
4071         MCS_INACTIVE_ANON,
4072         MCS_ACTIVE_ANON,
4073         MCS_INACTIVE_FILE,
4074         MCS_ACTIVE_FILE,
4075         MCS_UNEVICTABLE,
4076         NR_MCS_STAT,
4077 };
4078
4079 struct mcs_total_stat {
4080         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4081 };
4082
4083 static struct {
4084         char *local_name;
4085         char *total_name;
4086 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4087         {"cache", "total_cache"},
4088         {"rss", "total_rss"},
4089         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4090         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4091         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4092         {"swap", "total_swap"},
4093         {"pgfault", "total_pgfault"},
4094         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4095         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4096         {"active_anon", "total_active_anon"},
4097         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4098         {"active_file", "total_active_file"},
4099         {"unevictable", "total_unevictable"}
4100 };
4101
4102
4103 static void
4104 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4105 {
4106         s64 val;
4107
4108         /* per cpu stat */
4109         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4110         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4111         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4112         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4113         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4114         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4115         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4116         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4117         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4118         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4119         if (do_swap_account) {
4120                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4121                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4122         }
4123         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4124         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4125         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4126         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4127
4128         /* per zone stat */
4129         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4130         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4131         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4132         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4133         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4134         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4135         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4136         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4137         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4138         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4139 }
4140
4141 static void
4142 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4143 {
4144         struct mem_cgroup *iter;
4145
4146         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4147                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4148 }
4149
4150 #ifdef CONFIG_NUMA
4151 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4152 {
4153         int nid;
4154         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4155         unsigned long node_nr;
4156         struct cgroup *cont = m->private;
4157         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4158
4159         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4160         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4161         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4162                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4163                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4164         }
4165         seq_putc(m, '\n');
4166
4167         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4168         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4169         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4170                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4171                                 LRU_ALL_FILE);
4172                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4173         }
4174         seq_putc(m, '\n');
4175
4176         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4177         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4178         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4179                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4180                                 LRU_ALL_ANON);
4181                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4182         }
4183         seq_putc(m, '\n');
4184
4185         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4186         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4187         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4188                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4189                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4190                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4191         }
4192         seq_putc(m, '\n');
4193         return 0;
4194 }
4195 #endif /* CONFIG_NUMA */
4196
4197 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4198                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4199 {
4200         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4201         struct mcs_total_stat mystat;
4202         int i;
4203
4204         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4205         mem_cgroup_get_local_stat(memcg, &mystat);
4206
4207
4208         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4209                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4210                         continue;
4211                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4212         }
4213
4214         /* Hierarchical information */
4215         {
4216                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4217                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4218                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4219                 if (do_swap_account)
4220                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4221         }
4222
4223         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4224         mem_cgroup_get_total_stat(memcg, &mystat);
4225         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4226                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4227                         continue;
4228                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4229         }
4230
4231 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4232         {
4233                 int nid, zid;
4234                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4235                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4236                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4237                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4238
4239                 for_each_online_node(nid)
4240                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4241                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4242                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4243
4244                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4245                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4246                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4247                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4248                         }
4249                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4250                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4251                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4252                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4253         }
4254 #endif
4255
4256         return 0;
4257 }
4258
4259 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4260 {
4261         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4262
4263         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4264 }
4265
4266 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4267                                        u64 val)
4268 {
4269         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4270         struct mem_cgroup *parent;
4271
4272         if (val > 100)
4273                 return -EINVAL;
4274
4275         if (cgrp->parent == NULL)
4276                 return -EINVAL;
4277
4278         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4279
4280         cgroup_lock();
4281
4282         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4283         if ((parent->use_hierarchy) ||
4284             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4285                 cgroup_unlock();
4286                 return -EINVAL;
4287         }
4288
4289         memcg->swappiness = val;
4290
4291         cgroup_unlock();
4292
4293         return 0;
4294 }
4295
4296 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4297 {
4298         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4299         u64 usage;
4300         int i;
4301
4302         rcu_read_lock();
4303         if (!swap)
4304                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4305         else
4306                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4307
4308         if (!t)
4309                 goto unlock;
4310
4311         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4312
4313         /*
4314          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4315          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4316          * call of __mem_cgroup_threshold().
4317          */
4318         i = t->current_threshold;
4319
4320         /*
4321          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4322          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4323          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4324          * only one element of the array here.
4325          */
4326         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4327                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4328
4329         /* i = current_threshold + 1 */
4330         i++;
4331
4332         /*
4333          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4334          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4335          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4336          * only one element of the array here.
4337          */
4338         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4339                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4340
4341         /* Update current_threshold */
4342         t->current_threshold = i - 1;
4343 unlock:
4344         rcu_read_unlock();
4345 }
4346
4347 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4348 {
4349         while (memcg) {
4350                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4351                 if (do_swap_account)
4352                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4353
4354                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4355         }
4356 }
4357
4358 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4359 {
4360         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4361         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4362
4363         return _a->threshold - _b->threshold;
4364 }
4365
4366 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4367 {
4368         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4369
4370         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4371                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4372         return 0;
4373 }
4374
4375 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4376 {
4377         struct mem_cgroup *iter;
4378
4379         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4380                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4381 }
4382
4383 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4384         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4385 {
4386         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4387         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4388         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4389         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4390         u64 threshold, usage;
4391         int i, size, ret;
4392
4393         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4394         if (ret)
4395                 return ret;
4396
4397         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4398
4399         if (type == _MEM)
4400                 thresholds = &memcg->thresholds;
4401         else if (type == _MEMSWAP)
4402                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4403         else
4404                 BUG();
4405
4406         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4407
4408         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4409         if (thresholds->primary)
4410                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4411
4412         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4413
4414         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4415         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4416                         GFP_KERNEL);
4417         if (!new) {
4418                 ret = -ENOMEM;
4419                 goto unlock;
4420         }
4421         new->size = size;
4422
4423         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4424         if (thresholds->primary) {
4425                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4426                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4427         }
4428
4429         /* Add new threshold */
4430         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4431         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4432
4433         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4434         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4435                         compare_thresholds, NULL);
4436
4437         /* Find current threshold */
4438         new->current_threshold = -1;
4439         for (i = 0; i < size; i++) {
4440                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4441                         /*
4442                          * new->current_threshold will not be used until
4443                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4444                          * it here.
4445                          */
4446                         ++new->current_threshold;
4447                 } else
4448                         break;
4449         }
4450
4451         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4452         kfree(thresholds->spare);
4453         thresholds->spare = thresholds->primary;
4454
4455         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4456
4457         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4458         synchronize_rcu();
4459
4460 unlock:
4461         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4462
4463         return ret;
4464 }
4465
4466 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4467         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4468 {
4469         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4470         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4471         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4472         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4473         u64 usage;
4474         int i, j, size;
4475
4476         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4477         if (type == _MEM)
4478                 thresholds = &memcg->thresholds;
4479         else if (type == _MEMSWAP)
4480                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4481         else
4482                 BUG();
4483
4484         if (!thresholds->primary)
4485                 goto unlock;
4486
4487         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4488
4489         /* Check if a threshold crossed before removing */
4490         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4491
4492         /* Calculate new number of threshold */
4493         size = 0;
4494         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4495                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4496                         size++;
4497         }
4498
4499         new = thresholds->spare;
4500
4501         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4502         if (!size) {
4503                 kfree(new);
4504                 new = NULL;
4505                 goto swap_buffers;
4506         }
4507
4508         new->size = size;
4509
4510         /* Copy thresholds and find current threshold */
4511         new->current_threshold = -1;
4512         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4513                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4514                         continue;
4515
4516                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4517                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4518                         /*
4519                          * new->current_threshold will not be used
4520                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4521                          * it here.
4522                          */
4523                         ++new->current_threshold;
4524                 }
4525                 j++;
4526         }
4527
4528 swap_buffers:
4529         /* Swap primary and spare array */
4530         thresholds->spare = thresholds->primary;
4531         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4532         if (!new) {
4533                 kfree(thresholds->spare);
4534                 thresholds->spare = NULL;
4535         }
4536
4537         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4538
4539         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4540         synchronize_rcu();
4541 unlock:
4542         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4543 }
4544
4545 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4546         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4547 {
4548         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4549         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4550         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4551
4552         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4553         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4554         if (!event)
4555                 return -ENOMEM;
4556
4557         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4558
4559         event->eventfd = eventfd;
4560         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4561
4562         /* already in OOM ? */
4563         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4564                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4565         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4566
4567         return 0;
4568 }
4569
4570 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4571         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4572 {
4573         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4574         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4575         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4576
4577         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4578
4579         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4580
4581         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4582                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4583                         list_del(&ev->list);
4584                         kfree(ev);
4585                 }
4586         }
4587
4588         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4589 }
4590
4591 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4592         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4593 {
4594         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4595
4596         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4597
4598         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4599                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4600         else
4601                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4602         return 0;
4603 }
4604
4605 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4606         struct cftype *cft, u64 val)
4607 {
4608         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4609         struct mem_cgroup *parent;
4610
4611         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4612         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4613                 return -EINVAL;
4614
4615         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4616
4617         cgroup_lock();
4618         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4619         if ((parent->use_hierarchy) ||
4620             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4621                 cgroup_unlock();
4622                 return -EINVAL;
4623         }
4624         memcg->oom_kill_disable = val;
4625         if (!val)
4626                 memcg_oom_recover(memcg);
4627         cgroup_unlock();
4628         return 0;
4629 }
4630
4631 #ifdef CONFIG_NUMA
4632 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4633         .read = seq_read,
4634         .llseek = seq_lseek,
4635         .release = single_release,
4636 };
4637
4638 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4639 {
4640         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4641
4642         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4643         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4644 }
4645 #endif /* CONFIG_NUMA */
4646
4647 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4648 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4649 {
4650         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4651 };
4652
4653 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4654 {
4655         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4656 }
4657 #else
4658 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4659 {
4660         return 0;
4661 }
4662
4663 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4664 {
4665 }
4666 #endif
4667
4668 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4669         {
4670                 .name = "usage_in_bytes",
4671                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4672                 .read = mem_cgroup_read,
4673                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4674                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4675         },
4676         {
4677                 .name = "max_usage_in_bytes",
4678                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4679                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4680                 .read = mem_cgroup_read,
4681         },
4682         {
4683                 .name = "limit_in_bytes",
4684                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4685                 .write_string = mem_cgroup_write,
4686                 .read = mem_cgroup_read,
4687         },
4688         {
4689                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4690                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4691                 .write_string = mem_cgroup_write,
4692                 .read = mem_cgroup_read,
4693         },
4694         {
4695                 .name = "failcnt",
4696                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4697                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4698                 .read = mem_cgroup_read,
4699         },
4700         {
4701                 .name = "stat",
4702                 .read_map = mem_control_stat_show,
4703         },
4704         {
4705                 .name = "force_empty",
4706                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4707         },
4708         {
4709                 .name = "use_hierarchy",
4710                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4711                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4712         },
4713         {
4714                 .name = "swappiness",
4715                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4716                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4717         },
4718         {
4719                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4720                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4721                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4722         },
4723         {
4724                 .name = "oom_control",
4725                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4726                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4727                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4728                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4729                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4730         },
4731 #ifdef CONFIG_NUMA
4732         {
4733                 .name = "numa_stat",
4734                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4735                 .mode = S_IRUGO,
4736         },
4737 #endif
4738 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4739         {
4740                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4741                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4742                 .read = mem_cgroup_read,
4743                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4744                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4745         },
4746         {
4747                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4748                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4749                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4750                 .read = mem_cgroup_read,
4751         },
4752         {
4753                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4754                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4755                 .write_string = mem_cgroup_write,
4756                 .read = mem_cgroup_read,
4757         },
4758         {
4759                 .name = "memsw.failcnt",
4760                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4761                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4762                 .read = mem_cgroup_read,
4763         },
4764 #endif
4765         { },    /* terminate */
4766 };
4767
4768 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4769 {
4770         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4771         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4772         int zone, tmp = node;
4773         /*
4774          * This routine is called against possible nodes.
4775          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4776          *
4777          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4778          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4779          *       function.
4780          */
4781         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4782                 tmp = -1;
4783         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4784         if (!pn)
4785                 return 1;
4786
4787         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4788                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4789                 lruvec_init(&mz->lruvec, &NODE_DATA(node)->node_zones[zone]);
4790                 mz->usage_in_excess = 0;
4791                 mz->on_tree = false;
4792                 mz->memcg = memcg;
4793         }
4794         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4795         return 0;
4796 }
4797
4798 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4799 {
4800         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4801 }
4802
4803 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4804 {
4805         struct mem_cgroup *memcg;
4806         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4807
4808         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4809         if (size < PAGE_SIZE)
4810                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4811         else
4812                 memcg = vzalloc(size);
4813
4814         if (!memcg)
4815                 return NULL;
4816
4817         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4818         if (!memcg->stat)
4819                 goto out_free;
4820         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4821         return memcg;
4822
4823 out_free:
4824         if (size < PAGE_SIZE)
4825                 kfree(memcg);
4826         else
4827                 vfree(memcg);
4828         return NULL;
4829 }
4830
4831 /*
4832  * Helpers for freeing a vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4833  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4834  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4835  */
4836 static void vfree_work(struct work_struct *work)
4837 {
4838         struct mem_cgroup *memcg;
4839
4840         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4841         vfree(memcg);
4842 }
4843 static void vfree_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4844 {
4845         struct mem_cgroup *memcg;
4846
4847         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4848         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, vfree_work);
4849         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4850 }
4851
4852 /*
4853  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4854  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4855  *
4856  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4857  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4858  * it goes down to 0.
4859  *
4860  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4861  */
4862
4863 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4864 {
4865         int node;
4866
4867         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4868         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4869
4870         for_each_node(node)
4871                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4872
4873         free_percpu(memcg->stat);
4874         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4875                 kfree_rcu(memcg, rcu_freeing);
4876         else
4877                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, vfree_rcu);
4878 }
4879
4880 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4881 {
4882         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4883 }
4884
4885 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4886 {
4887         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4888                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4889                 __mem_cgroup_free(memcg);
4890                 if (parent)
4891                         mem_cgroup_put(parent);
4892         }
4893 }
4894
4895 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4896 {
4897         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4898 }
4899
4900 /*
4901  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4902  */
4903 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4904 {
4905         if (!memcg->res.parent)
4906                 return NULL;
4907         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4908 }
4909 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4910
4911 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4912 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4913 {
4914         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4915                 do_swap_account = 1;
4916 }
4917 #else
4918 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4919 {
4920 }
4921 #endif
4922
4923 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4924 {
4925         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4926         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4927         int tmp, node, zone;
4928
4929         for_each_node(node) {
4930                 tmp = node;
4931                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4932                         tmp = -1;
4933                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4934                 if (!rtpn)
4935                         goto err_cleanup;
4936
4937                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4938
4939                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4940                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4941                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4942                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4943                 }
4944         }
4945         return 0;
4946
4947 err_cleanup:
4948         for_each_node(node) {
4949                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4950                         break;
4951                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4952                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4953         }
4954         return 1;
4955
4956 }
4957
4958 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4959 mem_cgroup_create(struct cgroup *cont)
4960 {
4961         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4962         long error = -ENOMEM;
4963         int node;
4964
4965         memcg = mem_cgroup_alloc();
4966         if (!memcg)
4967                 return ERR_PTR(error);
4968
4969         for_each_node(node)
4970                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4971                         goto free_out;
4972
4973         /* root ? */
4974         if (cont->parent == NULL) {
4975                 int cpu;
4976                 enable_swap_cgroup();
4977                 parent = NULL;
4978                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4979                         goto free_out;
4980                 root_mem_cgroup = memcg;
4981                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4982                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4983                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4984                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4985                 }
4986                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4987         } else {
4988                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4989                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4990                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4991         }
4992
4993         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4994                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4995                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4996                 /*
4997                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4998                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4999                  * This refcnt will be decremented when freeing this
5000                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
5001                  */
5002                 mem_cgroup_get(parent);
5003         } else {
5004                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5005                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5006         }
5007         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5008         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5009
5010         if (parent)
5011                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5012         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
5013         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5014         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5015         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5016
5017         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
5018         if (error) {
5019                 /*
5020                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
5021                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
5022                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
5023                  */
5024                 mem_cgroup_put(memcg);
5025                 return ERR_PTR(error);
5026         }
5027         return &memcg->css;
5028 free_out:
5029         __mem_cgroup_free(memcg);
5030         return ERR_PTR(error);
5031 }
5032
5033 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup *cont)
5034 {
5035         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5036
5037         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
5038 }
5039
5040 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
5041 {
5042         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5043
5044         kmem_cgroup_destroy(memcg);
5045
5046         mem_cgroup_put(memcg);
5047 }
5048
5049 #ifdef CONFIG_MMU
5050 /* Handlers for move charge at task migration. */
5051 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5052 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5053 {
5054         int ret = 0;
5055         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5056         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5057
5058         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5059                 mc.precharge += count;
5060                 /* we don't need css_get for root */
5061                 return ret;
5062         }
5063         /* try to charge at once */
5064         if (count > 1) {
5065                 struct res_counter *dummy;
5066                 /*
5067                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5068                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5069                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5070                  * css_get().
5071                  */
5072                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5073                         goto one_by_one;
5074                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5075                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5076                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5077                         goto one_by_one;
5078                 }
5079                 mc.precharge += count;
5080                 return ret;
5081         }
5082 one_by_one:
5083         /* fall back to one by one charge */
5084         while (count--) {
5085                 if (signal_pending(current)) {
5086                         ret = -EINTR;
5087                         break;
5088                 }
5089                 if (!batch_count--) {
5090                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5091                         cond_resched();
5092                 }
5093                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5094                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5095                 if (ret)
5096                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5097                         return ret;
5098                 mc.precharge++;
5099         }
5100         return ret;
5101 }
5102
5103 /**
5104  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5105  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5106  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5107  * @ptent: the pte to be checked
5108  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5109  *
5110  * Returns
5111  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5112  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5113  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5114  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5115  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5116  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5117  *     in target->ent.
5118  *
5119  * Called with pte lock held.
5120  */
5121 union mc_target {
5122         struct page     *page;
5123         swp_entry_t     ent;
5124 };
5125
5126 enum mc_target_type {
5127         MC_TARGET_NONE = 0,
5128         MC_TARGET_PAGE,
5129         MC_TARGET_SWAP,
5130 };
5131
5132 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5133                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5134 {
5135         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5136
5137         if (!page || !page_mapped(page))
5138                 return NULL;
5139         if (PageAnon(page)) {
5140                 /* we don't move shared anon */
5141                 if (!move_anon())
5142                         return NULL;
5143         } else if (!move_file())
5144                 /* we ignore mapcount for file pages */
5145                 return NULL;
5146         if (!get_page_unless_zero(page))
5147                 return NULL;
5148
5149         return page;
5150 }
5151
5152 #ifdef CONFIG_SWAP
5153 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5154                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5155 {
5156         struct page *page = NULL;
5157         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5158
5159         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5160                 return NULL;
5161         /*
5162          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5163          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5164          */
5165         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
5166         if (do_swap_account)
5167                 entry->val = ent.val;
5168
5169         return page;
5170 }
5171 #else
5172 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5173                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5174 {
5175         return NULL;
5176 }
5177 #endif
5178
5179 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5180                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5181 {
5182         struct page *page = NULL;
5183         struct address_space *mapping;
5184         pgoff_t pgoff;
5185
5186         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5187                 return NULL;
5188         if (!move_file())
5189                 return NULL;
5190
5191         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5192         if (pte_none(ptent))
5193                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5194         else /* pte_file(ptent) is true */
5195                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5196
5197         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5198         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5199
5200 #ifdef CONFIG_SWAP
5201         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5202         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5203                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5204                 if (do_swap_account)
5205                         *entry = swap;
5206                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5207         }
5208 #endif
5209         return page;
5210 }
5211
5212 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5213                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5214 {
5215         struct page *page = NULL;
5216         struct page_cgroup *pc;
5217         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5218         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5219
5220         if (pte_present(ptent))
5221                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5222         else if (is_swap_pte(ptent))
5223                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5224         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5225                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5226
5227         if (!page && !ent.val)
5228                 return ret;
5229         if (page) {
5230                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5231                 /*
5232                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5233                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5234                  * the lock.
5235                  */
5236                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5237                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5238                         if (target)
5239                                 target->page = page;
5240                 }
5241                 if (!ret || !target)
5242                         put_page(page);
5243         }
5244         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5245         if (ent.val && !ret &&
5246                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5247                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5248                 if (target)
5249                         target->ent = ent;
5250         }
5251         return ret;
5252 }
5253
5254 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5255 /*
5256  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5257  * support them for now.
5258  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5259  */
5260 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5261                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5262 {
5263         struct page *page = NULL;
5264         struct page_cgroup *pc;
5265         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5266
5267         page = pmd_page(pmd);
5268         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5269         if (!move_anon())
5270                 return ret;
5271         pc = lookup_page_cgroup(page);
5272         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5273                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5274                 if (target) {
5275                         get_page(page);
5276                         target->page = page;
5277                 }
5278         }
5279         return ret;
5280 }
5281 #else
5282 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5283                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5284 {
5285         return MC_TARGET_NONE;
5286 }
5287 #endif
5288
5289 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5290                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5291                                         struct mm_walk *walk)
5292 {
5293         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5294         pte_t *pte;
5295         spinlock_t *ptl;
5296
5297         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5298                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5299                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5300                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5301                 return 0;
5302         }
5303
5304         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5305                 return 0;
5306         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5307         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5308                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5309                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5310         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5311         cond_resched();
5312
5313         return 0;
5314 }
5315
5316 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5317 {
5318         unsigned long precharge;
5319         struct vm_area_struct *vma;
5320
5321         down_read(&mm->mmap_sem);
5322         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5323                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5324                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5325                         .mm = mm,
5326                         .private = vma,
5327                 };
5328                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5329                         continue;
5330                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5331                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5332         }
5333         up_read(&mm->mmap_sem);
5334
5335         precharge = mc.precharge;
5336         mc.precharge = 0;
5337
5338         return precharge;
5339 }
5340
5341 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5342 {
5343         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5344
5345         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5346         mc.moving_task = current;
5347         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5348 }
5349
5350 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5351 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5352 {
5353         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5354         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5355
5356         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5357         if (mc.precharge) {
5358                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5359                 mc.precharge = 0;
5360         }
5361         /*
5362          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5363          * we must uncharge here.
5364          */
5365         if (mc.moved_charge) {
5366                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5367                 mc.moved_charge = 0;
5368         }
5369         /* we must fixup refcnts and charges */
5370         if (mc.moved_swap) {
5371                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5372                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5373                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5374                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5375                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5376
5377                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5378                         /*
5379                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5380                          * uncharge to->res.
5381                          */
5382                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5383                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5384                 }
5385                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5386                 mc.moved_swap = 0;
5387         }
5388         memcg_oom_recover(from);
5389         memcg_oom_recover(to);
5390         wake_up_all(&mc.waitq);
5391 }
5392
5393 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5394 {
5395         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5396
5397         /*
5398          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5399          * task migration.
5400          */
5401         mc.moving_task = NULL;
5402         __mem_cgroup_clear_mc();
5403         spin_lock(&mc.lock);
5404         mc.from = NULL;
5405         mc.to = NULL;
5406         spin_unlock(&mc.lock);
5407         mem_cgroup_end_move(from);
5408 }
5409
5410 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5411                                  struct cgroup_taskset *tset)
5412 {
5413         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5414         int ret = 0;
5415         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5416
5417         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5418                 struct mm_struct *mm;
5419                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5420
5421                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5422
5423                 mm = get_task_mm(p);
5424                 if (!mm)
5425                         return 0;
5426                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5427                 if (mm->owner == p) {
5428                         VM_BUG_ON(mc.from);
5429                         VM_BUG_ON(mc.to);
5430                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5431                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5432                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5433                         mem_cgroup_start_move(from);
5434                         spin_lock(&mc.lock);
5435                         mc.from = from;
5436                         mc.to = memcg;
5437                         spin_unlock(&mc.lock);
5438                         /* We set mc.moving_task later */
5439
5440                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5441                         if (ret)
5442                                 mem_cgroup_clear_mc();
5443                 }
5444                 mmput(mm);
5445         }
5446         return ret;
5447 }
5448
5449 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5450                                      struct cgroup_taskset *tset)
5451 {
5452         mem_cgroup_clear_mc();
5453 }
5454
5455 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5456                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5457                                 struct mm_walk *walk)
5458 {
5459         int ret = 0;
5460         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5461         pte_t *pte;
5462         spinlock_t *ptl;
5463         enum mc_target_type target_type;
5464         union mc_target target;
5465         struct page *page;
5466         struct page_cgroup *pc;
5467
5468         /*
5469          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5470          * happens because:
5471          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5472          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5473          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5474          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5475          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5476          *    part of thp split is not executed yet.
5477          */
5478         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5479                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5480                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5481                         return 0;
5482                 }
5483                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5484                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5485                         page = target.page;
5486                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5487                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5488                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5489                                                              pc, mc.from, mc.to,
5490                                                              false)) {
5491                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5492                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5493                                 }
5494                                 putback_lru_page(page);
5495                         }
5496                         put_page(page);
5497                 }
5498                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5499                 return 0;
5500         }
5501
5502         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5503                 return 0;
5504 retry:
5505         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5506         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5507                 pte_t ptent = *(pte++);
5508                 swp_entry_t ent;
5509
5510                 if (!mc.precharge)
5511                         break;
5512
5513                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5514                 case MC_TARGET_PAGE:
5515                         page = target.page;
5516                         if (isolate_lru_page(page))
5517                                 goto put;
5518                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5519                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5520                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5521                                 mc.precharge--;
5522                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5523                                 mc.moved_charge++;
5524                         }
5525                         putback_lru_page(page);
5526 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5527                         put_page(page);
5528                         break;
5529                 case MC_TARGET_SWAP:
5530                         ent = target.ent;
5531                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5532                                 mc.precharge--;
5533                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5534                                 mc.moved_swap++;
5535                         }
5536                         break;
5537                 default:
5538                         break;
5539                 }
5540         }
5541         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5542         cond_resched();
5543
5544         if (addr != end) {
5545                 /*
5546                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5547                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5548                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5549                  * phase.
5550                  */
5551                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5552                 if (!ret)
5553                         goto retry;
5554         }
5555
5556         return ret;
5557 }
5558
5559 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5560 {
5561         struct vm_area_struct *vma;
5562
5563         lru_add_drain_all();
5564 retry:
5565         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5566                 /*
5567                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5568                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5569                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5570                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5571                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5572                  */
5573                 __mem_cgroup_clear_mc();
5574                 cond_resched();
5575                 goto retry;
5576         }
5577         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5578                 int ret;
5579                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5580                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5581                         .mm = mm,
5582                         .private = vma,
5583                 };
5584                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5585                         continue;
5586                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5587                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5588                 if (ret)
5589                         /*
5590                          * means we have consumed all precharges and failed in
5591                          * doing additional charge. Just abandon here.
5592                          */
5593                         break;
5594         }
5595         up_read(&mm->mmap_sem);
5596 }
5597
5598 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5599                                  struct cgroup_taskset *tset)
5600 {
5601         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5602         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5603
5604         if (mm) {
5605                 if (mc.to)
5606                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5607                 mmput(mm);
5608         }
5609         if (mc.to)
5610                 mem_cgroup_clear_mc();
5611 }
5612 #else   /* !CONFIG_MMU */
5613 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5614                                  struct cgroup_taskset *tset)
5615 {
5616         return 0;
5617 }
5618 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5619                                      struct cgroup_taskset *tset)
5620 {
5621 }
5622 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5623                                  struct cgroup_taskset *tset)
5624 {
5625 }
5626 #endif
5627
5628 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5629         .name = "memory",
5630         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5631         .create = mem_cgroup_create,
5632         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5633         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5634         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5635         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5636         .attach = mem_cgroup_move_task,
5637         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
5638         .early_init = 0,
5639         .use_id = 1,
5640         .__DEPRECATED_clear_css_refs = true,
5641 };
5642
5643 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5644 static int __init enable_swap_account(char *s)
5645 {
5646         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5647         if (!strcmp(s, "1"))
5648                 really_do_swap_account = 1;
5649         else if (!strcmp(s, "0"))
5650                 really_do_swap_account = 0;
5651         return 1;
5652 }
5653 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5654
5655 #endif