]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - mm/memcontrol.c
memcg swap: mem_cgroup_move_swap_account never needs fixup
[~andy/linux] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/mutex.h>
38 #include <linux/rbtree.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/tcp_memcontrol.h>
55
56 #include <asm/uaccess.h>
57
58 #include <trace/events/vmscan.h>
59
60 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
61 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
62 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
63
64 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
65 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
66 int do_swap_account __read_mostly;
67
68 /* for remember boot option*/
69 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
70 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
71 #else
72 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
73 #endif
74
75 #else
76 #define do_swap_account         (0)
77 #endif
78
79
80 /*
81  * Statistics for memory cgroup.
82  */
83 enum mem_cgroup_stat_index {
84         /*
85          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
86          */
87         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
88         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
89         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
90         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
91         MEM_CGROUP_STAT_DATA, /* end of data requires synchronization */
92         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
93 };
94
95 enum mem_cgroup_events_index {
96         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
97         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
102 };
103 /*
104  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
105  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
106  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
107  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
108  */
109 enum mem_cgroup_events_target {
110         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
111         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
112         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
113         MEM_CGROUP_NTARGETS,
114 };
115 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET (128)
116 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET (1024)
117 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  (1024)
118
119 struct mem_cgroup_stat_cpu {
120         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
121         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
122         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
123 };
124
125 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
126         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
127         int position;
128         /* scan generation, increased every round-trip */
129         unsigned int generation;
130 };
131
132 /*
133  * per-zone information in memory controller.
134  */
135 struct mem_cgroup_per_zone {
136         struct lruvec           lruvec;
137         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
138
139         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
140
141         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
142         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
143         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
144                                                 /* the soft limit is exceeded*/
145         bool                    on_tree;
146         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
147                                                 /* use container_of        */
148 };
149
150 struct mem_cgroup_per_node {
151         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
152 };
153
154 struct mem_cgroup_lru_info {
155         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
156 };
157
158 /*
159  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
160  * their hierarchy representation
161  */
162
163 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
164         struct rb_root rb_root;
165         spinlock_t lock;
166 };
167
168 struct mem_cgroup_tree_per_node {
169         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
170 };
171
172 struct mem_cgroup_tree {
173         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
174 };
175
176 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
177
178 struct mem_cgroup_threshold {
179         struct eventfd_ctx *eventfd;
180         u64 threshold;
181 };
182
183 /* For threshold */
184 struct mem_cgroup_threshold_ary {
185         /* An array index points to threshold just below usage. */
186         int current_threshold;
187         /* Size of entries[] */
188         unsigned int size;
189         /* Array of thresholds */
190         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_thresholds {
194         /* Primary thresholds array */
195         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
196         /*
197          * Spare threshold array.
198          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
199          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
200          */
201         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
202 };
203
204 /* for OOM */
205 struct mem_cgroup_eventfd_list {
206         struct list_head list;
207         struct eventfd_ctx *eventfd;
208 };
209
210 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
211 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
212
213 /*
214  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
215  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
216  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
217  * to help the administrator determine what knobs to tune.
218  *
219  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
220  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
221  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
222  * a feature that will be implemented much later in the future.
223  */
224 struct mem_cgroup {
225         struct cgroup_subsys_state css;
226         /*
227          * the counter to account for memory usage
228          */
229         struct res_counter res;
230
231         union {
232                 /*
233                  * the counter to account for mem+swap usage.
234                  */
235                 struct res_counter memsw;
236
237                 /*
238                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
239                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
240                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
241                  * in a union with the res field, but res plays a much
242                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
243                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
244                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
245                  */
246                 struct rcu_head rcu_freeing;
247                 /*
248                  * But when using vfree(), that cannot be done at
249                  * interrupt time, so we must then queue the work.
250                  */
251                 struct work_struct work_freeing;
252         };
253
254         /*
255          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
256          * per zone LRU lists.
257          */
258         struct mem_cgroup_lru_info info;
259         int last_scanned_node;
260 #if MAX_NUMNODES > 1
261         nodemask_t      scan_nodes;
262         atomic_t        numainfo_events;
263         atomic_t        numainfo_updating;
264 #endif
265         /*
266          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
267          */
268         bool use_hierarchy;
269
270         bool            oom_lock;
271         atomic_t        under_oom;
272
273         atomic_t        refcnt;
274
275         int     swappiness;
276         /* OOM-Killer disable */
277         int             oom_kill_disable;
278
279         /* set when res.limit == memsw.limit */
280         bool            memsw_is_minimum;
281
282         /* protect arrays of thresholds */
283         struct mutex thresholds_lock;
284
285         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
286         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
287
288         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
289         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
290
291         /* For oom notifier event fd */
292         struct list_head oom_notify;
293
294         /*
295          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
296          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
297          */
298         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
299         /*
300          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
301          */
302         atomic_t        moving_account;
303         /* taken only while moving_account > 0 */
304         spinlock_t      move_lock;
305         /*
306          * percpu counter.
307          */
308         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
309         /*
310          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
311          * See mem_cgroup_read_stat().
312          */
313         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
314         spinlock_t pcp_counter_lock;
315
316 #ifdef CONFIG_INET
317         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
318 #endif
319 };
320
321 /* Stuffs for move charges at task migration. */
322 /*
323  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
324  * left-shifted bitmap of these types.
325  */
326 enum move_type {
327         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
328         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
329         NR_MOVE_TYPE,
330 };
331
332 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
333 static struct move_charge_struct {
334         spinlock_t        lock; /* for from, to */
335         struct mem_cgroup *from;
336         struct mem_cgroup *to;
337         unsigned long precharge;
338         unsigned long moved_charge;
339         unsigned long moved_swap;
340         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
341         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
342 } mc = {
343         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
344         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
345 };
346
347 static bool move_anon(void)
348 {
349         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
350                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
351 }
352
353 static bool move_file(void)
354 {
355         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
356                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
357 }
358
359 /*
360  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
361  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
362  */
363 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
364 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
365
366 enum charge_type {
367         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
368         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
369         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
370         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
371         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
372         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
373         NR_CHARGE_TYPE,
374 };
375
376 /* for encoding cft->private value on file */
377 #define _MEM                    (0)
378 #define _MEMSWAP                (1)
379 #define _OOM_TYPE               (2)
380 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
381 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
382 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
383 /* Used for OOM nofiier */
384 #define OOM_CONTROL             (0)
385
386 /*
387  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
388  */
389 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
390 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
391 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
392 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
393
394 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
395 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
396
397 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
398 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
399 #include <net/sock.h>
400 #include <net/ip.h>
401
402 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
403 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
404 {
405         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
406                 struct mem_cgroup *memcg;
407
408                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
409
410                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
411                  * filled. It won't however, necessarily happen from
412                  * process context. So the test for root memcg given
413                  * the current task's memcg won't help us in this case.
414                  *
415                  * Respecting the original socket's memcg is a better
416                  * decision in this case.
417                  */
418                 if (sk->sk_cgrp) {
419                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
420                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
421                         return;
422                 }
423
424                 rcu_read_lock();
425                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
426                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
427                         mem_cgroup_get(memcg);
428                         sk->sk_cgrp = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
429                 }
430                 rcu_read_unlock();
431         }
432 }
433 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
434
435 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
436 {
437         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
438                 struct mem_cgroup *memcg;
439                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
440                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
441                 mem_cgroup_put(memcg);
442         }
443 }
444
445 #ifdef CONFIG_INET
446 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
447 {
448         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
449                 return NULL;
450
451         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
452 }
453 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
454 #endif /* CONFIG_INET */
455 #endif /* CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM */
456
457 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
458
459 static struct mem_cgroup_per_zone *
460 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
461 {
462         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
463 }
464
465 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
466 {
467         return &memcg->css;
468 }
469
470 static struct mem_cgroup_per_zone *
471 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
472 {
473         int nid = page_to_nid(page);
474         int zid = page_zonenum(page);
475
476         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
477 }
478
479 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
480 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
481 {
482         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
483 }
484
485 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
486 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
487 {
488         int nid = page_to_nid(page);
489         int zid = page_zonenum(page);
490
491         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
492 }
493
494 static void
495 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
496                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
497                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
498                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
499 {
500         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
501         struct rb_node *parent = NULL;
502         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
503
504         if (mz->on_tree)
505                 return;
506
507         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
508         if (!mz->usage_in_excess)
509                 return;
510         while (*p) {
511                 parent = *p;
512                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
513                                         tree_node);
514                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
515                         p = &(*p)->rb_left;
516                 /*
517                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
518                  * limit by the same amount
519                  */
520                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
521                         p = &(*p)->rb_right;
522         }
523         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
524         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
525         mz->on_tree = true;
526 }
527
528 static void
529 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
530                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
531                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
532 {
533         if (!mz->on_tree)
534                 return;
535         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
536         mz->on_tree = false;
537 }
538
539 static void
540 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
541                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
542                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
543 {
544         spin_lock(&mctz->lock);
545         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
546         spin_unlock(&mctz->lock);
547 }
548
549
550 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
551 {
552         unsigned long long excess;
553         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
554         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
555         int nid = page_to_nid(page);
556         int zid = page_zonenum(page);
557         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
558
559         /*
560          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
561          * because their event counter is not touched.
562          */
563         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
564                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
565                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
566                 /*
567                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
568                  * mem is over its softlimit.
569                  */
570                 if (excess || mz->on_tree) {
571                         spin_lock(&mctz->lock);
572                         /* if on-tree, remove it */
573                         if (mz->on_tree)
574                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
575                         /*
576                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
577                          * If excess is 0, no tree ops.
578                          */
579                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
580                         spin_unlock(&mctz->lock);
581                 }
582         }
583 }
584
585 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
586 {
587         int node, zone;
588         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
589         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
590
591         for_each_node(node) {
592                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
593                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
594                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
595                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
596                 }
597         }
598 }
599
600 static struct mem_cgroup_per_zone *
601 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
602 {
603         struct rb_node *rightmost = NULL;
604         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
605
606 retry:
607         mz = NULL;
608         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
609         if (!rightmost)
610                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
611
612         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
613         /*
614          * Remove the node now but someone else can add it back,
615          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
616          * position in the tree.
617          */
618         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
619         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
620                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
621                 goto retry;
622 done:
623         return mz;
624 }
625
626 static struct mem_cgroup_per_zone *
627 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
628 {
629         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
630
631         spin_lock(&mctz->lock);
632         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
633         spin_unlock(&mctz->lock);
634         return mz;
635 }
636
637 /*
638  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
639  *
640  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
641  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
642  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
643  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
644  *
645  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
646  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
647  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
648  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
649  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
650  *
651  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
652  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
653  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
654  * implemented.
655  */
656 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
657                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
658 {
659         long val = 0;
660         int cpu;
661
662         get_online_cpus();
663         for_each_online_cpu(cpu)
664                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
665 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
666         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
667         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
668         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
669 #endif
670         put_online_cpus();
671         return val;
672 }
673
674 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
675                                          bool charge)
676 {
677         int val = (charge) ? 1 : -1;
678         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
679 }
680
681 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
682                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
683 {
684         unsigned long val = 0;
685         int cpu;
686
687         for_each_online_cpu(cpu)
688                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
689 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
690         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
691         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
692         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
693 #endif
694         return val;
695 }
696
697 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
698                                          bool anon, int nr_pages)
699 {
700         preempt_disable();
701
702         /*
703          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
704          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
705          */
706         if (anon)
707                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
708                                 nr_pages);
709         else
710                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
711                                 nr_pages);
712
713         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
714         if (nr_pages > 0)
715                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
716         else {
717                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
718                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
719         }
720
721         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
722
723         preempt_enable();
724 }
725
726 unsigned long
727 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
728                         unsigned int lru_mask)
729 {
730         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
731         enum lru_list lru;
732         unsigned long ret = 0;
733
734         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
735
736         for_each_lru(lru) {
737                 if (BIT(lru) & lru_mask)
738                         ret += mz->lru_size[lru];
739         }
740         return ret;
741 }
742
743 static unsigned long
744 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
745                         int nid, unsigned int lru_mask)
746 {
747         u64 total = 0;
748         int zid;
749
750         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
751                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
752                                                 nid, zid, lru_mask);
753
754         return total;
755 }
756
757 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
758                         unsigned int lru_mask)
759 {
760         int nid;
761         u64 total = 0;
762
763         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
764                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
765         return total;
766 }
767
768 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
769                                        enum mem_cgroup_events_target target)
770 {
771         unsigned long val, next;
772
773         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
774         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
775         /* from time_after() in jiffies.h */
776         if ((long)next - (long)val < 0) {
777                 switch (target) {
778                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
779                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
780                         break;
781                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
782                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
783                         break;
784                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
785                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
786                         break;
787                 default:
788                         break;
789                 }
790                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
791                 return true;
792         }
793         return false;
794 }
795
796 /*
797  * Check events in order.
798  *
799  */
800 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
801 {
802         preempt_disable();
803         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
804         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
805                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
806                 bool do_softlimit;
807                 bool do_numainfo __maybe_unused;
808
809                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
810                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
811 #if MAX_NUMNODES > 1
812                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
813                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
814 #endif
815                 preempt_enable();
816
817                 mem_cgroup_threshold(memcg);
818                 if (unlikely(do_softlimit))
819                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
820 #if MAX_NUMNODES > 1
821                 if (unlikely(do_numainfo))
822                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
823 #endif
824         } else
825                 preempt_enable();
826 }
827
828 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
829 {
830         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
831                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
832                                 css);
833 }
834
835 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
836 {
837         /*
838          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
839          * if it races with swapoff, page migration, etc.
840          * So this can be called with p == NULL.
841          */
842         if (unlikely(!p))
843                 return NULL;
844
845         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
846                                 struct mem_cgroup, css);
847 }
848
849 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
850 {
851         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
852
853         if (!mm)
854                 return NULL;
855         /*
856          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
857          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
858          * pessimistic (rather than adding locks here).
859          */
860         rcu_read_lock();
861         do {
862                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
863                 if (unlikely(!memcg))
864                         break;
865         } while (!css_tryget(&memcg->css));
866         rcu_read_unlock();
867         return memcg;
868 }
869
870 /**
871  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
872  * @root: hierarchy root
873  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
874  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
875  *
876  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
877  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
878  *
879  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
880  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
881  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
882  *
883  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
884  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
885  * reclaimers operating on the same zone and priority.
886  */
887 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
888                                    struct mem_cgroup *prev,
889                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
890 {
891         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
892         int id = 0;
893
894         if (mem_cgroup_disabled())
895                 return NULL;
896
897         if (!root)
898                 root = root_mem_cgroup;
899
900         if (prev && !reclaim)
901                 id = css_id(&prev->css);
902
903         if (prev && prev != root)
904                 css_put(&prev->css);
905
906         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
907                 if (prev)
908                         return NULL;
909                 return root;
910         }
911
912         while (!memcg) {
913                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
914                 struct cgroup_subsys_state *css;
915
916                 if (reclaim) {
917                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
918                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
919                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
920
921                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
922                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
923                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
924                                 return NULL;
925                         id = iter->position;
926                 }
927
928                 rcu_read_lock();
929                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
930                 if (css) {
931                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
932                                 memcg = container_of(css,
933                                                      struct mem_cgroup, css);
934                 } else
935                         id = 0;
936                 rcu_read_unlock();
937
938                 if (reclaim) {
939                         iter->position = id;
940                         if (!css)
941                                 iter->generation++;
942                         else if (!prev && memcg)
943                                 reclaim->generation = iter->generation;
944                 }
945
946                 if (prev && !css)
947                         return NULL;
948         }
949         return memcg;
950 }
951
952 /**
953  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
954  * @root: hierarchy root
955  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
956  */
957 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
958                            struct mem_cgroup *prev)
959 {
960         if (!root)
961                 root = root_mem_cgroup;
962         if (prev && prev != root)
963                 css_put(&prev->css);
964 }
965
966 /*
967  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
968  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
969  * be used for reference counting.
970  */
971 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
972         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
973              iter != NULL;                              \
974              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
975
976 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
977         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
978              iter != NULL;                              \
979              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
980
981 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
982 {
983         return (memcg == root_mem_cgroup);
984 }
985
986 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
987 {
988         struct mem_cgroup *memcg;
989
990         if (!mm)
991                 return;
992
993         rcu_read_lock();
994         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
995         if (unlikely(!memcg))
996                 goto out;
997
998         switch (idx) {
999         case PGFAULT:
1000                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1001                 break;
1002         case PGMAJFAULT:
1003                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1004                 break;
1005         default:
1006                 BUG();
1007         }
1008 out:
1009         rcu_read_unlock();
1010 }
1011 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1012
1013 /**
1014  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1015  * @zone: zone of the wanted lruvec
1016  * @mem: memcg of the wanted lruvec
1017  *
1018  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1019  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1020  * is disabled.
1021  */
1022 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1023                                       struct mem_cgroup *memcg)
1024 {
1025         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1026
1027         if (mem_cgroup_disabled())
1028                 return &zone->lruvec;
1029
1030         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1031         return &mz->lruvec;
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1036  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1037  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1038  *
1039  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1040  * 1. charge
1041  * 2. moving account
1042  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1043  * It is added to LRU before charge.
1044  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1045  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1046  */
1047
1048 /**
1049  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1050  * @zone: zone of the page
1051  * @page: the page
1052  * @lru: current lru
1053  *
1054  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1055  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1056  *
1057  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1058  * the returned lruvec->lists[@lru].
1059  */
1060 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1061                                        enum lru_list lru)
1062 {
1063         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1064         struct mem_cgroup *memcg;
1065         struct page_cgroup *pc;
1066
1067         if (mem_cgroup_disabled())
1068                 return &zone->lruvec;
1069
1070         pc = lookup_page_cgroup(page);
1071         memcg = pc->mem_cgroup;
1072
1073         /*
1074          * Surreptitiously switch any uncharged page to root:
1075          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1076          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1077          *
1078          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1079          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1080          * of pc->mem_cgroup safe.
1081          */
1082         if (!PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1083                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1084
1085         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1086         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1087         mz->lru_size[lru] += 1 << compound_order(page);
1088         return &mz->lruvec;
1089 }
1090
1091 /**
1092  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1093  * @page: the page
1094  * @lru: target lru
1095  *
1096  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1097  *
1098  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1099  * @page->lru.
1100  */
1101 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1102 {
1103         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1104         struct mem_cgroup *memcg;
1105         struct page_cgroup *pc;
1106
1107         if (mem_cgroup_disabled())
1108                 return;
1109
1110         pc = lookup_page_cgroup(page);
1111         memcg = pc->mem_cgroup;
1112         VM_BUG_ON(!memcg);
1113         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1114         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1115         VM_BUG_ON(mz->lru_size[lru] < (1 << compound_order(page)));
1116         mz->lru_size[lru] -= 1 << compound_order(page);
1117 }
1118
1119 void mem_cgroup_lru_del(struct page *page)
1120 {
1121         mem_cgroup_lru_del_list(page, page_lru(page));
1122 }
1123
1124 /**
1125  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1126  * @zone: zone of the page
1127  * @page: the page
1128  * @from: current lru
1129  * @to: target lru
1130  *
1131  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1132  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1133  * @page is charged to.
1134  *
1135  * The callsite is then responsible for physically relinking
1136  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1137  */
1138 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1139                                          struct page *page,
1140                                          enum lru_list from,
1141                                          enum lru_list to)
1142 {
1143         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1144         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1145         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1146 }
1147
1148 /*
1149  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1150  * hierarchy subtree
1151  */
1152 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1153                                   struct mem_cgroup *memcg)
1154 {
1155         if (root_memcg == memcg)
1156                 return true;
1157         if (!root_memcg->use_hierarchy)
1158                 return false;
1159         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1160 }
1161
1162 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1163                                        struct mem_cgroup *memcg)
1164 {
1165         bool ret;
1166
1167         rcu_read_lock();
1168         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1169         rcu_read_unlock();
1170         return ret;
1171 }
1172
1173 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1174 {
1175         int ret;
1176         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1177         struct task_struct *p;
1178
1179         p = find_lock_task_mm(task);
1180         if (p) {
1181                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1182                 task_unlock(p);
1183         } else {
1184                 /*
1185                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1186                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1187                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1188                  */
1189                 task_lock(task);
1190                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1191                 if (curr)
1192                         css_get(&curr->css);
1193                 task_unlock(task);
1194         }
1195         if (!curr)
1196                 return 0;
1197         /*
1198          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1199          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1200          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1201          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1202          */
1203         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1204         css_put(&curr->css);
1205         return ret;
1206 }
1207
1208 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1209 {
1210         unsigned long inactive_ratio;
1211         int nid = zone_to_nid(zone);
1212         int zid = zone_idx(zone);
1213         unsigned long inactive;
1214         unsigned long active;
1215         unsigned long gb;
1216
1217         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1218                                                 BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1219         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1220                                               BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1221
1222         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1223         if (gb)
1224                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1225         else
1226                 inactive_ratio = 1;
1227
1228         return inactive * inactive_ratio < active;
1229 }
1230
1231 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1232 {
1233         unsigned long active;
1234         unsigned long inactive;
1235         int zid = zone_idx(zone);
1236         int nid = zone_to_nid(zone);
1237
1238         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1239                                                 BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1240         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1241                                               BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1242
1243         return (active > inactive);
1244 }
1245
1246 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1247                                                       struct zone *zone)
1248 {
1249         int nid = zone_to_nid(zone);
1250         int zid = zone_idx(zone);
1251         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1252
1253         return &mz->reclaim_stat;
1254 }
1255
1256 struct zone_reclaim_stat *
1257 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1258 {
1259         struct page_cgroup *pc;
1260         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1261
1262         if (mem_cgroup_disabled())
1263                 return NULL;
1264
1265         pc = lookup_page_cgroup(page);
1266         if (!PageCgroupUsed(pc))
1267                 return NULL;
1268         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1269         smp_rmb();
1270         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1271         return &mz->reclaim_stat;
1272 }
1273
1274 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1275         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1276
1277 /**
1278  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1279  * @mem: the memory cgroup
1280  *
1281  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1282  * pages.
1283  */
1284 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1285 {
1286         unsigned long long margin;
1287
1288         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1289         if (do_swap_account)
1290                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1291         return margin >> PAGE_SHIFT;
1292 }
1293
1294 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1295 {
1296         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1297
1298         /* root ? */
1299         if (cgrp->parent == NULL)
1300                 return vm_swappiness;
1301
1302         return memcg->swappiness;
1303 }
1304
1305 /*
1306  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1307  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1308  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1309  * rcu_read_lock(), like this:
1310  *
1311  *         CPU-A                                    CPU-B
1312  *                                              rcu_read_lock()
1313  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1314  *                                                   take heavy locks.
1315  *         synchronize_rcu()                    update something.
1316  *                                              rcu_read_unlock()
1317  *         start move here.
1318  */
1319
1320 /* for quick checking without looking up memcg */
1321 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1322
1323 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1324 {
1325         atomic_inc(&memcg_moving);
1326         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1327         synchronize_rcu();
1328 }
1329
1330 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1331 {
1332         /*
1333          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1334          * We check NULL in callee rather than caller.
1335          */
1336         if (memcg) {
1337                 atomic_dec(&memcg_moving);
1338                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1339         }
1340 }
1341
1342 /*
1343  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1344  *
1345  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1346  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1347  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1348  *
1349  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1350  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1351  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1352  */
1353
1354 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1355 {
1356         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1357         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1358 }
1359
1360 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1361 {
1362         struct mem_cgroup *from;
1363         struct mem_cgroup *to;
1364         bool ret = false;
1365         /*
1366          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1367          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1368          */
1369         spin_lock(&mc.lock);
1370         from = mc.from;
1371         to = mc.to;
1372         if (!from)
1373                 goto unlock;
1374
1375         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1376                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1377 unlock:
1378         spin_unlock(&mc.lock);
1379         return ret;
1380 }
1381
1382 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1383 {
1384         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1385                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1386                         DEFINE_WAIT(wait);
1387                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1388                         /* moving charge context might have finished. */
1389                         if (mc.moving_task)
1390                                 schedule();
1391                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1392                         return true;
1393                 }
1394         }
1395         return false;
1396 }
1397
1398 /*
1399  * Take this lock when
1400  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1401  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1402  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1403  */
1404 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1405                                   unsigned long *flags)
1406 {
1407         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1408 }
1409
1410 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1411                                 unsigned long *flags)
1412 {
1413         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1414 }
1415
1416 /**
1417  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1418  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1419  * @p: Task that is going to be killed
1420  *
1421  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1422  * enabled
1423  */
1424 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1425 {
1426         struct cgroup *task_cgrp;
1427         struct cgroup *mem_cgrp;
1428         /*
1429          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1430          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1431          * If this assumption is broken, revisit this code.
1432          */
1433         static char memcg_name[PATH_MAX];
1434         int ret;
1435
1436         if (!memcg || !p)
1437                 return;
1438
1439         rcu_read_lock();
1440
1441         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1442         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1443
1444         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1445         if (ret < 0) {
1446                 /*
1447                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1448                  * But we'll still print out the usage information
1449                  */
1450                 rcu_read_unlock();
1451                 goto done;
1452         }
1453         rcu_read_unlock();
1454
1455         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1456
1457         rcu_read_lock();
1458         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1459         if (ret < 0) {
1460                 rcu_read_unlock();
1461                 goto done;
1462         }
1463         rcu_read_unlock();
1464
1465         /*
1466          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1467          */
1468         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1469 done:
1470
1471         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1472                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1473                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1474                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1475         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1476                 "failcnt %llu\n",
1477                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1478                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1479                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1480 }
1481
1482 /*
1483  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1484  * 1(self count) if no children.
1485  */
1486 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1487 {
1488         int num = 0;
1489         struct mem_cgroup *iter;
1490
1491         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1492                 num++;
1493         return num;
1494 }
1495
1496 /*
1497  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1498  */
1499 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1500 {
1501         u64 limit;
1502         u64 memsw;
1503
1504         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1505         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1506
1507         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1508         /*
1509          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1510          * to this memcg, return that limit.
1511          */
1512         return min(limit, memsw);
1513 }
1514
1515 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1516                                         gfp_t gfp_mask,
1517                                         unsigned long flags)
1518 {
1519         unsigned long total = 0;
1520         bool noswap = false;
1521         int loop;
1522
1523         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1524                 noswap = true;
1525         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1526                 noswap = true;
1527
1528         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1529                 if (loop)
1530                         drain_all_stock_async(memcg);
1531                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1532                 /*
1533                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1534                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1535                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1536                  */
1537                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1538                         break;
1539                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1540                         break;
1541                 /*
1542                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1543                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1544                  */
1545                 if (loop && !total)
1546                         break;
1547         }
1548         return total;
1549 }
1550
1551 /**
1552  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1553  * @mem: the target memcg
1554  * @nid: the node ID to be checked.
1555  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1556  *
1557  * This function returns whether the specified memcg contains any
1558  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1559  * pages in the node.
1560  */
1561 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1562                 int nid, bool noswap)
1563 {
1564         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1565                 return true;
1566         if (noswap || !total_swap_pages)
1567                 return false;
1568         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1569                 return true;
1570         return false;
1571
1572 }
1573 #if MAX_NUMNODES > 1
1574
1575 /*
1576  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1577  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1578  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1579  *
1580  */
1581 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1582 {
1583         int nid;
1584         /*
1585          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1586          * pagein/pageout changes since the last update.
1587          */
1588         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1589                 return;
1590         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1591                 return;
1592
1593         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1594         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1595
1596         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1597
1598                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1599                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1600         }
1601
1602         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1603         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1604 }
1605
1606 /*
1607  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1608  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1609  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1610  *
1611  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1612  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1613  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1614  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1615  *
1616  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1617  */
1618 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1619 {
1620         int node;
1621
1622         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1623         node = memcg->last_scanned_node;
1624
1625         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1626         if (node == MAX_NUMNODES)
1627                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1628         /*
1629          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1630          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1631          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1632          * we use curret node.
1633          */
1634         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1635                 node = numa_node_id();
1636
1637         memcg->last_scanned_node = node;
1638         return node;
1639 }
1640
1641 /*
1642  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1643  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1644  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1645  * enough new information. We need to do double check.
1646  */
1647 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1648 {
1649         int nid;
1650
1651         /*
1652          * quick check...making use of scan_node.
1653          * We can skip unused nodes.
1654          */
1655         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1656                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1657                      nid < MAX_NUMNODES;
1658                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1659
1660                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1661                                 return true;
1662                 }
1663         }
1664         /*
1665          * Check rest of nodes.
1666          */
1667         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1668                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1669                         continue;
1670                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1671                         return true;
1672         }
1673         return false;
1674 }
1675
1676 #else
1677 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1678 {
1679         return 0;
1680 }
1681
1682 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1683 {
1684         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1685 }
1686 #endif
1687
1688 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1689                                    struct zone *zone,
1690                                    gfp_t gfp_mask,
1691                                    unsigned long *total_scanned)
1692 {
1693         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1694         int total = 0;
1695         int loop = 0;
1696         unsigned long excess;
1697         unsigned long nr_scanned;
1698         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1699                 .zone = zone,
1700                 .priority = 0,
1701         };
1702
1703         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1704
1705         while (1) {
1706                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1707                 if (!victim) {
1708                         loop++;
1709                         if (loop >= 2) {
1710                                 /*
1711                                  * If we have not been able to reclaim
1712                                  * anything, it might because there are
1713                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1714                                  */
1715                                 if (!total)
1716                                         break;
1717                                 /*
1718                                  * We want to do more targeted reclaim.
1719                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1720                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1721                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1722                                  */
1723                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1724                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1725                                         break;
1726                         }
1727                         continue;
1728                 }
1729                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1730                         continue;
1731                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1732                                                      zone, &nr_scanned);
1733                 *total_scanned += nr_scanned;
1734                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1735                         break;
1736         }
1737         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1738         return total;
1739 }
1740
1741 /*
1742  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1743  * If someone is running, return false.
1744  * Has to be called with memcg_oom_lock
1745  */
1746 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1747 {
1748         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1749
1750         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1751                 if (iter->oom_lock) {
1752                         /*
1753                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1754                          * so we cannot give a lock.
1755                          */
1756                         failed = iter;
1757                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1758                         break;
1759                 } else
1760                         iter->oom_lock = true;
1761         }
1762
1763         if (!failed)
1764                 return true;
1765
1766         /*
1767          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1768          * what we set up to the failing subtree
1769          */
1770         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1771                 if (iter == failed) {
1772                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1773                         break;
1774                 }
1775                 iter->oom_lock = false;
1776         }
1777         return false;
1778 }
1779
1780 /*
1781  * Has to be called with memcg_oom_lock
1782  */
1783 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1784 {
1785         struct mem_cgroup *iter;
1786
1787         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1788                 iter->oom_lock = false;
1789         return 0;
1790 }
1791
1792 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1793 {
1794         struct mem_cgroup *iter;
1795
1796         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1797                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1798 }
1799
1800 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1801 {
1802         struct mem_cgroup *iter;
1803
1804         /*
1805          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1806          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1807          * atomic_add_unless() here.
1808          */
1809         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1810                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1811 }
1812
1813 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1814 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1815
1816 struct oom_wait_info {
1817         struct mem_cgroup *memcg;
1818         wait_queue_t    wait;
1819 };
1820
1821 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1822         unsigned mode, int sync, void *arg)
1823 {
1824         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1825         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1826         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1827
1828         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1829         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1830
1831         /*
1832          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1833          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1834          */
1835         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1836                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1837                 return 0;
1838         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1839 }
1840
1841 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1842 {
1843         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1844         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1845 }
1846
1847 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1848 {
1849         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1850                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1851 }
1852
1853 /*
1854  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1855  */
1856 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1857 {
1858         struct oom_wait_info owait;
1859         bool locked, need_to_kill;
1860
1861         owait.memcg = memcg;
1862         owait.wait.flags = 0;
1863         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1864         owait.wait.private = current;
1865         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1866         need_to_kill = true;
1867         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1868
1869         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1870         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1871         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1872         /*
1873          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1874          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1875          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1876          */
1877         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1878         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1879                 need_to_kill = false;
1880         if (locked)
1881                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1882         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1883
1884         if (need_to_kill) {
1885                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1886                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1887         } else {
1888                 schedule();
1889                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1890         }
1891         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1892         if (locked)
1893                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1894         memcg_wakeup_oom(memcg);
1895         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1896
1897         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1898
1899         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1900                 return false;
1901         /* Give chance to dying process */
1902         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1903         return true;
1904 }
1905
1906 /*
1907  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1908  * generalized to update other statistics as well.
1909  *
1910  * Notes: Race condition
1911  *
1912  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1913  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1914  * to do so _always_.
1915  *
1916  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1917  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1918  * are no race with "charge".
1919  *
1920  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1921  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1922  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1923  * by flags.
1924  *
1925  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1926  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1927  * If there is, we take a lock.
1928  */
1929
1930 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1931                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1932 {
1933         struct mem_cgroup *memcg;
1934         struct page_cgroup *pc;
1935
1936         pc = lookup_page_cgroup(page);
1937 again:
1938         memcg = pc->mem_cgroup;
1939         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1940                 return;
1941         /*
1942          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1943          * need to take move_lock_page_cgroup(). Because we already hold
1944          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1945          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1946          */
1947         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
1948                 return;
1949
1950         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
1951         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
1952                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
1953                 goto again;
1954         }
1955         *locked = true;
1956 }
1957
1958 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
1959 {
1960         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1961
1962         /*
1963          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
1964          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
1965          * should take move_lock_page_cgroup().
1966          */
1967         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
1968 }
1969
1970 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1971                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1972 {
1973         struct mem_cgroup *memcg;
1974         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1975         unsigned long uninitialized_var(flags);
1976
1977         if (mem_cgroup_disabled())
1978                 return;
1979
1980         memcg = pc->mem_cgroup;
1981         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1982                 return;
1983
1984         switch (idx) {
1985         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1986                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1987                 break;
1988         default:
1989                 BUG();
1990         }
1991
1992         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
1993 }
1994
1995 /*
1996  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1997  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1998  */
1999 #define CHARGE_BATCH    32U
2000 struct memcg_stock_pcp {
2001         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2002         unsigned int nr_pages;
2003         struct work_struct work;
2004         unsigned long flags;
2005 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
2006 };
2007 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2008 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2009
2010 /*
2011  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2012  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2013  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2014  * refilled.
2015  */
2016 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2017 {
2018         struct memcg_stock_pcp *stock;
2019         bool ret = true;
2020
2021         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2022         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2023                 stock->nr_pages--;
2024         else /* need to call res_counter_charge */
2025                 ret = false;
2026         put_cpu_var(memcg_stock);
2027         return ret;
2028 }
2029
2030 /*
2031  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2032  */
2033 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2034 {
2035         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2036
2037         if (stock->nr_pages) {
2038                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2039
2040                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2041                 if (do_swap_account)
2042                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2043                 stock->nr_pages = 0;
2044         }
2045         stock->cached = NULL;
2046 }
2047
2048 /*
2049  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2050  * a thread which is pinned to local cpu.
2051  */
2052 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2053 {
2054         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2055         drain_stock(stock);
2056         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2057 }
2058
2059 /*
2060  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2061  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2062  */
2063 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2064 {
2065         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2066
2067         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2068                 drain_stock(stock);
2069                 stock->cached = memcg;
2070         }
2071         stock->nr_pages += nr_pages;
2072         put_cpu_var(memcg_stock);
2073 }
2074
2075 /*
2076  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2077  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2078  * until the work is done.
2079  */
2080 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2081 {
2082         int cpu, curcpu;
2083
2084         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2085         get_online_cpus();
2086         curcpu = get_cpu();
2087         for_each_online_cpu(cpu) {
2088                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2089                 struct mem_cgroup *memcg;
2090
2091                 memcg = stock->cached;
2092                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2093                         continue;
2094                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2095                         continue;
2096                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2097                         if (cpu == curcpu)
2098                                 drain_local_stock(&stock->work);
2099                         else
2100                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2101                 }
2102         }
2103         put_cpu();
2104
2105         if (!sync)
2106                 goto out;
2107
2108         for_each_online_cpu(cpu) {
2109                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2110                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2111                         flush_work(&stock->work);
2112         }
2113 out:
2114         put_online_cpus();
2115 }
2116
2117 /*
2118  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2119  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2120  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2121  * it.
2122  */
2123 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2124 {
2125         /*
2126          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2127          */
2128         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2129                 return;
2130         drain_all_stock(root_memcg, false);
2131         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2132 }
2133
2134 /* This is a synchronous drain interface. */
2135 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2136 {
2137         /* called when force_empty is called */
2138         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2139         drain_all_stock(root_memcg, true);
2140         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2141 }
2142
2143 /*
2144  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2145  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2146  */
2147 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2148 {
2149         int i;
2150
2151         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2152         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2153                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2154
2155                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2156                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2157         }
2158         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2159                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2160
2161                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2162                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2163         }
2164         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2165 }
2166
2167 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2168                                         unsigned long action,
2169                                         void *hcpu)
2170 {
2171         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2172         struct memcg_stock_pcp *stock;
2173         struct mem_cgroup *iter;
2174
2175         if (action == CPU_ONLINE)
2176                 return NOTIFY_OK;
2177
2178         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2179                 return NOTIFY_OK;
2180
2181         for_each_mem_cgroup(iter)
2182                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2183
2184         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2185         drain_stock(stock);
2186         return NOTIFY_OK;
2187 }
2188
2189
2190 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2191 enum {
2192         CHARGE_OK,              /* success */
2193         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2194         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2195         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2196         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2197 };
2198
2199 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2200                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2201 {
2202         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2203         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2204         struct res_counter *fail_res;
2205         unsigned long flags = 0;
2206         int ret;
2207
2208         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2209
2210         if (likely(!ret)) {
2211                 if (!do_swap_account)
2212                         return CHARGE_OK;
2213                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2214                 if (likely(!ret))
2215                         return CHARGE_OK;
2216
2217                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2218                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2219                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2220         } else
2221                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2222         /*
2223          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2224          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2225          *
2226          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2227          * single page instead.
2228          */
2229         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2230                 return CHARGE_RETRY;
2231
2232         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2233                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2234
2235         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2236         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2237                 return CHARGE_RETRY;
2238         /*
2239          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2240          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2241          * before killing the task.
2242          *
2243          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2244          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2245          * to regular pages anyway in case of failure.
2246          */
2247         if (nr_pages == 1 && ret)
2248                 return CHARGE_RETRY;
2249
2250         /*
2251          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2252          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2253          */
2254         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2255                 return CHARGE_RETRY;
2256
2257         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2258         if (!oom_check)
2259                 return CHARGE_NOMEM;
2260         /* check OOM */
2261         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2262                 return CHARGE_OOM_DIE;
2263
2264         return CHARGE_RETRY;
2265 }
2266
2267 /*
2268  * __mem_cgroup_try_charge() does
2269  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2270  * 2. update res_counter
2271  * 3. call memory reclaim if necessary.
2272  *
2273  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2274  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2275  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2276  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2277  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2278  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2279  *
2280  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2281  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2282  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2283  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2284  *
2285  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2286  * the oom-killer can be invoked.
2287  */
2288 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2289                                    gfp_t gfp_mask,
2290                                    unsigned int nr_pages,
2291                                    struct mem_cgroup **ptr,
2292                                    bool oom)
2293 {
2294         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2295         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2296         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2297         int ret;
2298
2299         /*
2300          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2301          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2302          * MEMDIE process.
2303          */
2304         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2305                      || fatal_signal_pending(current)))
2306                 goto bypass;
2307
2308         /*
2309          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2310          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2311          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2312          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2313          */
2314         if (!*ptr && !mm)
2315                 *ptr = root_mem_cgroup;
2316 again:
2317         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2318                 memcg = *ptr;
2319                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2320                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2321                         goto done;
2322                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2323                         goto done;
2324                 css_get(&memcg->css);
2325         } else {
2326                 struct task_struct *p;
2327
2328                 rcu_read_lock();
2329                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2330                 /*
2331                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2332                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2333                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2334                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2335                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2336                  * small race, here.
2337                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2338                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2339                  */
2340                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2341                 if (!memcg)
2342                         memcg = root_mem_cgroup;
2343                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2344                         rcu_read_unlock();
2345                         goto done;
2346                 }
2347                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2348                         /*
2349                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2350                          * But considering how consume_stok works, it's not
2351                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2352                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2353                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2354                          * calling consume_stock().
2355                          */
2356                         rcu_read_unlock();
2357                         goto done;
2358                 }
2359                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2360                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2361                         rcu_read_unlock();
2362                         goto again;
2363                 }
2364                 rcu_read_unlock();
2365         }
2366
2367         do {
2368                 bool oom_check;
2369
2370                 /* If killed, bypass charge */
2371                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2372                         css_put(&memcg->css);
2373                         goto bypass;
2374                 }
2375
2376                 oom_check = false;
2377                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2378                         oom_check = true;
2379                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2380                 }
2381
2382                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2383                 switch (ret) {
2384                 case CHARGE_OK:
2385                         break;
2386                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2387                         batch = nr_pages;
2388                         css_put(&memcg->css);
2389                         memcg = NULL;
2390                         goto again;
2391                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2392                         css_put(&memcg->css);
2393                         goto nomem;
2394                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2395                         if (!oom) {
2396                                 css_put(&memcg->css);
2397                                 goto nomem;
2398                         }
2399                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2400                         nr_oom_retries--;
2401                         break;
2402                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2403                         css_put(&memcg->css);
2404                         goto bypass;
2405                 }
2406         } while (ret != CHARGE_OK);
2407
2408         if (batch > nr_pages)
2409                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2410         css_put(&memcg->css);
2411 done:
2412         *ptr = memcg;
2413         return 0;
2414 nomem:
2415         *ptr = NULL;
2416         return -ENOMEM;
2417 bypass:
2418         *ptr = root_mem_cgroup;
2419         return -EINTR;
2420 }
2421
2422 /*
2423  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2424  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2425  * gotten by try_charge().
2426  */
2427 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2428                                        unsigned int nr_pages)
2429 {
2430         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2431                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2432
2433                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2434                 if (do_swap_account)
2435                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2436         }
2437 }
2438
2439 /*
2440  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2441  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2442  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2443  * memcg.)
2444  */
2445 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2446 {
2447         struct cgroup_subsys_state *css;
2448
2449         /* ID 0 is unused ID */
2450         if (!id)
2451                 return NULL;
2452         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2453         if (!css)
2454                 return NULL;
2455         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2456 }
2457
2458 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2459 {
2460         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2461         struct page_cgroup *pc;
2462         unsigned short id;
2463         swp_entry_t ent;
2464
2465         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2466
2467         pc = lookup_page_cgroup(page);
2468         lock_page_cgroup(pc);
2469         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2470                 memcg = pc->mem_cgroup;
2471                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2472                         memcg = NULL;
2473         } else if (PageSwapCache(page)) {
2474                 ent.val = page_private(page);
2475                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2476                 rcu_read_lock();
2477                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2478                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2479                         memcg = NULL;
2480                 rcu_read_unlock();
2481         }
2482         unlock_page_cgroup(pc);
2483         return memcg;
2484 }
2485
2486 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2487                                        struct page *page,
2488                                        unsigned int nr_pages,
2489                                        enum charge_type ctype,
2490                                        bool lrucare)
2491 {
2492         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2493         struct zone *uninitialized_var(zone);
2494         bool was_on_lru = false;
2495         bool anon;
2496
2497         lock_page_cgroup(pc);
2498         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2499                 unlock_page_cgroup(pc);
2500                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2501                 return;
2502         }
2503         /*
2504          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2505          * accessed by any other context at this point.
2506          */
2507
2508         /*
2509          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2510          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2511          */
2512         if (lrucare) {
2513                 zone = page_zone(page);
2514                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2515                 if (PageLRU(page)) {
2516                         ClearPageLRU(page);
2517                         del_page_from_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2518                         was_on_lru = true;
2519                 }
2520         }
2521
2522         pc->mem_cgroup = memcg;
2523         /*
2524          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2525          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2526          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2527          * before USED bit, we need memory barrier here.
2528          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2529          */
2530         smp_wmb();
2531         SetPageCgroupUsed(pc);
2532
2533         if (lrucare) {
2534                 if (was_on_lru) {
2535                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2536                         SetPageLRU(page);
2537                         add_page_to_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2538                 }
2539                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2540         }
2541
2542         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED)
2543                 anon = true;
2544         else
2545                 anon = false;
2546
2547         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2548         unlock_page_cgroup(pc);
2549
2550         /*
2551          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2552          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2553          * if they exceeds softlimit.
2554          */
2555         memcg_check_events(memcg, page);
2556 }
2557
2558 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2559
2560 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MIGRATION))
2561 /*
2562  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2563  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2564  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2565  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2566  */
2567 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2568 {
2569         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2570         struct page_cgroup *pc;
2571         int i;
2572
2573         if (mem_cgroup_disabled())
2574                 return;
2575         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2576                 pc = head_pc + i;
2577                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2578                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2579                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2580         }
2581 }
2582 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2583
2584 /**
2585  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2586  * @page: the page
2587  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2588  * @pc: page_cgroup of the page.
2589  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2590  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2591  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2592  *
2593  * The caller must confirm following.
2594  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2595  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2596  *
2597  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2598  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2599  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2600  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2601  */
2602 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2603                                    unsigned int nr_pages,
2604                                    struct page_cgroup *pc,
2605                                    struct mem_cgroup *from,
2606                                    struct mem_cgroup *to,
2607                                    bool uncharge)
2608 {
2609         unsigned long flags;
2610         int ret;
2611         bool anon = PageAnon(page);
2612
2613         VM_BUG_ON(from == to);
2614         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2615         /*
2616          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2617          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2618          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2619          * hold it.
2620          */
2621         ret = -EBUSY;
2622         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2623                 goto out;
2624
2625         lock_page_cgroup(pc);
2626
2627         ret = -EINVAL;
2628         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2629                 goto unlock;
2630
2631         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2632
2633         if (!anon && page_mapped(page)) {
2634                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2635                 preempt_disable();
2636                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2637                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2638                 preempt_enable();
2639         }
2640         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2641         if (uncharge)
2642                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2643                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2644
2645         /* caller should have done css_get */
2646         pc->mem_cgroup = to;
2647         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2648         /*
2649          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2650          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2651          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2652          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2653          * status here.
2654          */
2655         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2656         ret = 0;
2657 unlock:
2658         unlock_page_cgroup(pc);
2659         /*
2660          * check events
2661          */
2662         memcg_check_events(to, page);
2663         memcg_check_events(from, page);
2664 out:
2665         return ret;
2666 }
2667
2668 /*
2669  * move charges to its parent.
2670  */
2671
2672 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2673                                   struct page_cgroup *pc,
2674                                   struct mem_cgroup *child,
2675                                   gfp_t gfp_mask)
2676 {
2677         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2678         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2679         struct mem_cgroup *parent;
2680         unsigned int nr_pages;
2681         unsigned long uninitialized_var(flags);
2682         int ret;
2683
2684         /* Is ROOT ? */
2685         if (!pcg)
2686                 return -EINVAL;
2687
2688         ret = -EBUSY;
2689         if (!get_page_unless_zero(page))
2690                 goto out;
2691         if (isolate_lru_page(page))
2692                 goto put;
2693
2694         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2695
2696         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2697         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2698         if (ret)
2699                 goto put_back;
2700
2701         if (nr_pages > 1)
2702                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2703
2704         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2705         if (ret)
2706                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2707
2708         if (nr_pages > 1)
2709                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2710 put_back:
2711         putback_lru_page(page);
2712 put:
2713         put_page(page);
2714 out:
2715         return ret;
2716 }
2717
2718 /*
2719  * Charge the memory controller for page usage.
2720  * Return
2721  * 0 if the charge was successful
2722  * < 0 if the cgroup is over its limit
2723  */
2724 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2725                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2726 {
2727         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2728         unsigned int nr_pages = 1;
2729         bool oom = true;
2730         int ret;
2731
2732         if (PageTransHuge(page)) {
2733                 nr_pages <<= compound_order(page);
2734                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2735                 /*
2736                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2737                  * fault handler will fall back to regular pages.
2738                  */
2739                 oom = false;
2740         }
2741
2742         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2743         if (ret == -ENOMEM)
2744                 return ret;
2745         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2746         return 0;
2747 }
2748
2749 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2750                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2751 {
2752         if (mem_cgroup_disabled())
2753                 return 0;
2754         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2755         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2756         VM_BUG_ON(!mm);
2757         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2758                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2759 }
2760
2761 static void
2762 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2763                                         enum charge_type ctype);
2764
2765 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2766                                 gfp_t gfp_mask)
2767 {
2768         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2769         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2770         int ret;
2771
2772         if (mem_cgroup_disabled())
2773                 return 0;
2774         if (PageCompound(page))
2775                 return 0;
2776
2777         if (unlikely(!mm))
2778                 mm = &init_mm;
2779         if (!page_is_file_cache(page))
2780                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2781
2782         if (!PageSwapCache(page))
2783                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2784         else { /* page is swapcache/shmem */
2785                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2786                 if (!ret)
2787                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2788         }
2789         return ret;
2790 }
2791
2792 /*
2793  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2794  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2795  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2796  * "commit()" or removed by "cancel()"
2797  */
2798 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2799                                  struct page *page,
2800                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2801 {
2802         struct mem_cgroup *memcg;
2803         int ret;
2804
2805         *memcgp = NULL;
2806
2807         if (mem_cgroup_disabled())
2808                 return 0;
2809
2810         if (!do_swap_account)
2811                 goto charge_cur_mm;
2812         /*
2813          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2814          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2815          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2816          * KSM case which does need to charge the page.
2817          */
2818         if (!PageSwapCache(page))
2819                 goto charge_cur_mm;
2820         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2821         if (!memcg)
2822                 goto charge_cur_mm;
2823         *memcgp = memcg;
2824         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2825         css_put(&memcg->css);
2826         if (ret == -EINTR)
2827                 ret = 0;
2828         return ret;
2829 charge_cur_mm:
2830         if (unlikely(!mm))
2831                 mm = &init_mm;
2832         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2833         if (ret == -EINTR)
2834                 ret = 0;
2835         return ret;
2836 }
2837
2838 static void
2839 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2840                                         enum charge_type ctype)
2841 {
2842         if (mem_cgroup_disabled())
2843                 return;
2844         if (!memcg)
2845                 return;
2846         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2847
2848         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2849         /*
2850          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2851          * counted both as mem and swap....double count.
2852          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2853          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2854          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2855          */
2856         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2857                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2858                 struct mem_cgroup *swap_memcg;
2859                 unsigned short id;
2860
2861                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2862                 rcu_read_lock();
2863                 swap_memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2864                 if (swap_memcg) {
2865                         /*
2866                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2867                          * calling css_tryget
2868                          */
2869                         if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
2870                                 res_counter_uncharge(&swap_memcg->memsw,
2871                                                      PAGE_SIZE);
2872                         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, false);
2873                         mem_cgroup_put(swap_memcg);
2874                 }
2875                 rcu_read_unlock();
2876         }
2877         /*
2878          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2879          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2880          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2881          */
2882         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2883 }
2884
2885 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2886                                      struct mem_cgroup *memcg)
2887 {
2888         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2889                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2890 }
2891
2892 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2893 {
2894         if (mem_cgroup_disabled())
2895                 return;
2896         if (!memcg)
2897                 return;
2898         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2899 }
2900
2901 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2902                                    unsigned int nr_pages,
2903                                    const enum charge_type ctype)
2904 {
2905         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2906         bool uncharge_memsw = true;
2907
2908         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2909         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2910                 uncharge_memsw = false;
2911
2912         batch = &current->memcg_batch;
2913         /*
2914          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2915          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2916          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2917          */
2918         if (!batch->memcg)
2919                 batch->memcg = memcg;
2920         /*
2921          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2922          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2923          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2924          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2925          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2926          */
2927
2928         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2929                 goto direct_uncharge;
2930
2931         if (nr_pages > 1)
2932                 goto direct_uncharge;
2933
2934         /*
2935          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2936          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2937          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2938          */
2939         if (batch->memcg != memcg)
2940                 goto direct_uncharge;
2941         /* remember freed charge and uncharge it later */
2942         batch->nr_pages++;
2943         if (uncharge_memsw)
2944                 batch->memsw_nr_pages++;
2945         return;
2946 direct_uncharge:
2947         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2948         if (uncharge_memsw)
2949                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2950         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2951                 memcg_oom_recover(memcg);
2952 }
2953
2954 /*
2955  * uncharge if !page_mapped(page)
2956  */
2957 static struct mem_cgroup *
2958 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2959 {
2960         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2961         unsigned int nr_pages = 1;
2962         struct page_cgroup *pc;
2963         bool anon;
2964
2965         if (mem_cgroup_disabled())
2966                 return NULL;
2967
2968         if (PageSwapCache(page))
2969                 return NULL;
2970
2971         if (PageTransHuge(page)) {
2972                 nr_pages <<= compound_order(page);
2973                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2974         }
2975         /*
2976          * Check if our page_cgroup is valid
2977          */
2978         pc = lookup_page_cgroup(page);
2979         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2980                 return NULL;
2981
2982         lock_page_cgroup(pc);
2983
2984         memcg = pc->mem_cgroup;
2985
2986         if (!PageCgroupUsed(pc))
2987                 goto unlock_out;
2988
2989         anon = PageAnon(page);
2990
2991         switch (ctype) {
2992         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2993                 /*
2994                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
2995                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
2996                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
2997                  */
2998                 anon = true;
2999                 /* fallthrough */
3000         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3001                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3002                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
3003                         goto unlock_out;
3004                 break;
3005         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3006                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3007                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3008                                 goto unlock_out;
3009                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3010                                 goto unlock_out;
3011                 break;
3012         default:
3013                 break;
3014         }
3015
3016         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3017
3018         ClearPageCgroupUsed(pc);
3019         /*
3020          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3021          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3022          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3023          * special functions.
3024          */
3025
3026         unlock_page_cgroup(pc);
3027         /*
3028          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3029          * will never be freed.
3030          */
3031         memcg_check_events(memcg, page);
3032         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3033                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3034                 mem_cgroup_get(memcg);
3035         }
3036         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3037                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3038
3039         return memcg;
3040
3041 unlock_out:
3042         unlock_page_cgroup(pc);
3043         return NULL;
3044 }
3045
3046 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3047 {
3048         /* early check. */
3049         if (page_mapped(page))
3050                 return;
3051         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3052         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3053 }
3054
3055 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3056 {
3057         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3058         VM_BUG_ON(page->mapping);
3059         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3060 }
3061
3062 /*
3063  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3064  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3065  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3066  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3067  * This may be called prural(2) times in a context,
3068  */
3069
3070 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3071 {
3072         current->memcg_batch.do_batch++;
3073         /* We can do nest. */
3074         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3075                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3076                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3077                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3078         }
3079 }
3080
3081 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3082 {
3083         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3084
3085         if (!batch->do_batch)
3086                 return;
3087
3088         batch->do_batch--;
3089         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3090                 return;
3091
3092         if (!batch->memcg)
3093                 return;
3094         /*
3095          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3096          * bacause we hide charges behind us.
3097          */
3098         if (batch->nr_pages)
3099                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3100                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3101         if (batch->memsw_nr_pages)
3102                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3103                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3104         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3105         /* forget this pointer (for sanity check) */
3106         batch->memcg = NULL;
3107 }
3108
3109 #ifdef CONFIG_SWAP
3110 /*
3111  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3112  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3113  */
3114 void
3115 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3116 {
3117         struct mem_cgroup *memcg;
3118         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3119
3120         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3121                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3122
3123         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3124
3125         /*
3126          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3127          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3128          */
3129         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3130                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3131 }
3132 #endif
3133
3134 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3135 /*
3136  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3137  * uncharge "memsw" account.
3138  */
3139 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3140 {
3141         struct mem_cgroup *memcg;
3142         unsigned short id;
3143
3144         if (!do_swap_account)
3145                 return;
3146
3147         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3148         rcu_read_lock();
3149         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3150         if (memcg) {
3151                 /*
3152                  * We uncharge this because swap is freed.
3153                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3154                  */
3155                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3156                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3157                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3158                 mem_cgroup_put(memcg);
3159         }
3160         rcu_read_unlock();
3161 }
3162
3163 /**
3164  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3165  * @entry: swap entry to be moved
3166  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3167  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3168  *
3169  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3170  * as the mem_cgroup's id of @from.
3171  *
3172  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3173  *
3174  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3175  * both res and memsw, and called css_get().
3176  */
3177 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3178                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3179 {
3180         unsigned short old_id, new_id;
3181
3182         old_id = css_id(&from->css);
3183         new_id = css_id(&to->css);
3184
3185         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3186                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3187                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3188                 /*
3189                  * This function is only called from task migration context now.
3190                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3191                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3192                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3193                  * because if the process that has been moved to @to does
3194                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3195                  */
3196                 mem_cgroup_get(to);
3197                 return 0;
3198         }
3199         return -EINVAL;
3200 }
3201 #else
3202 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3203                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3204 {
3205         return -EINVAL;
3206 }
3207 #endif
3208
3209 /*
3210  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3211  * page belongs to.
3212  */
3213 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3214         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3215 {
3216         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3217         struct page_cgroup *pc;
3218         enum charge_type ctype;
3219         int ret = 0;
3220
3221         *memcgp = NULL;
3222
3223         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3224         if (mem_cgroup_disabled())
3225                 return 0;
3226
3227         pc = lookup_page_cgroup(page);
3228         lock_page_cgroup(pc);
3229         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3230                 memcg = pc->mem_cgroup;
3231                 css_get(&memcg->css);
3232                 /*
3233                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3234                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3235                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3236                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3237                  * until end_migration() is called
3238                  *
3239                  * Corner Case Thinking
3240                  * A)
3241                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3242                  * while migration was ongoing.
3243                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3244                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3245                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3246                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3247                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3248                  *
3249                  * B)
3250                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3251                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3252                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3253                  * without charging it again.
3254                  *
3255                  * C)
3256                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3257                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3258                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3259                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3260                  */
3261                 if (PageAnon(page))
3262                         SetPageCgroupMigration(pc);
3263         }
3264         unlock_page_cgroup(pc);
3265         /*
3266          * If the page is not charged at this point,
3267          * we return here.
3268          */
3269         if (!memcg)
3270                 return 0;
3271
3272         *memcgp = memcg;
3273         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3274         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3275         if (ret) {
3276                 if (PageAnon(page)) {
3277                         lock_page_cgroup(pc);
3278                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3279                         unlock_page_cgroup(pc);
3280                         /*
3281                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3282                          */
3283                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3284                 }
3285                 /* we'll need to revisit this error code (we have -EINTR) */
3286                 return -ENOMEM;
3287         }
3288         /*
3289          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3290          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3291          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3292          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3293          */
3294         if (PageAnon(page))
3295                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3296         else if (page_is_file_cache(page))
3297                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3298         else
3299                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3300         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, ctype, false);
3301         return ret;
3302 }
3303
3304 /* remove redundant charge if migration failed*/
3305 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3306         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3307 {
3308         struct page *used, *unused;
3309         struct page_cgroup *pc;
3310         bool anon;
3311
3312         if (!memcg)
3313                 return;
3314         /* blocks rmdir() */
3315         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3316         if (!migration_ok) {
3317                 used = oldpage;
3318                 unused = newpage;
3319         } else {
3320                 used = newpage;
3321                 unused = oldpage;
3322         }
3323         /*
3324          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3325          * of the page goes down to zero, temporarly.
3326          * Clear the flag and check the page should be charged.
3327          */
3328         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3329         lock_page_cgroup(pc);
3330         ClearPageCgroupMigration(pc);
3331         unlock_page_cgroup(pc);
3332         anon = PageAnon(used);
3333         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3334                 anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED
3335                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3336
3337         /*
3338          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3339          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3340          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3341          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3342          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3343          * check. (see prepare_charge() also)
3344          */
3345         if (anon)
3346                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3347         /*
3348          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3349          * tasks.
3350          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3351          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3352          */
3353         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3354 }
3355
3356 /*
3357  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3358  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3359  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3360  */
3361 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3362                                   struct page *newpage)
3363 {
3364         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3365         struct page_cgroup *pc;
3366         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3367
3368         if (mem_cgroup_disabled())
3369                 return;
3370
3371         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3372         /* fix accounting on old pages */
3373         lock_page_cgroup(pc);
3374         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3375                 memcg = pc->mem_cgroup;
3376                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3377                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3378         }
3379         unlock_page_cgroup(pc);
3380
3381         /*
3382          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3383          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3384          */
3385         if (!memcg)
3386                 return;
3387
3388         if (PageSwapBacked(oldpage))
3389                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3390
3391         /*
3392          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3393          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3394          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3395          */
3396         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3397 }
3398
3399 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3400 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3401 {
3402         struct page_cgroup *pc;
3403
3404         pc = lookup_page_cgroup(page);
3405         /*
3406          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3407          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3408          * or when mem_cgroup_disabled().
3409          */
3410         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3411                 return pc;
3412         return NULL;
3413 }
3414
3415 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3416 {
3417         if (mem_cgroup_disabled())
3418                 return false;
3419
3420         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3421 }
3422
3423 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3424 {
3425         struct page_cgroup *pc;
3426
3427         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3428         if (pc) {
3429                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3430                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3431         }
3432 }
3433 #endif
3434
3435 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3436
3437 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3438                                 unsigned long long val)
3439 {
3440         int retry_count;
3441         u64 memswlimit, memlimit;
3442         int ret = 0;
3443         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3444         u64 curusage, oldusage;
3445         int enlarge;
3446
3447         /*
3448          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3449          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3450          * of # of children which we should visit in this loop.
3451          */
3452         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3453
3454         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3455
3456         enlarge = 0;
3457         while (retry_count) {
3458                 if (signal_pending(current)) {
3459                         ret = -EINTR;
3460                         break;
3461                 }
3462                 /*
3463                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3464                  * open coded manner. You see what this really does.
3465                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3466                  */
3467                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3468                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3469                 if (memswlimit < val) {
3470                         ret = -EINVAL;
3471                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3472                         break;
3473                 }
3474
3475                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3476                 if (memlimit < val)
3477                         enlarge = 1;
3478
3479                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3480                 if (!ret) {
3481                         if (memswlimit == val)
3482                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3483                         else
3484                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3485                 }
3486                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3487
3488                 if (!ret)
3489                         break;
3490
3491                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3492                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3493                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3494                 /* Usage is reduced ? */
3495                 if (curusage >= oldusage)
3496                         retry_count--;
3497                 else
3498                         oldusage = curusage;
3499         }
3500         if (!ret && enlarge)
3501                 memcg_oom_recover(memcg);
3502
3503         return ret;
3504 }
3505
3506 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3507                                         unsigned long long val)
3508 {
3509         int retry_count;
3510         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3511         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3512         int ret = -EBUSY;
3513         int enlarge = 0;
3514
3515         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3516         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3517         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3518         while (retry_count) {
3519                 if (signal_pending(current)) {
3520                         ret = -EINTR;
3521                         break;
3522                 }
3523                 /*
3524                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3525                  * open coded manner. You see what this really does.
3526                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3527                  */
3528                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3529                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3530                 if (memlimit > val) {
3531                         ret = -EINVAL;
3532                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3533                         break;
3534                 }
3535                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3536                 if (memswlimit < val)
3537                         enlarge = 1;
3538                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3539                 if (!ret) {
3540                         if (memlimit == val)
3541                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3542                         else
3543                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3544                 }
3545                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3546
3547                 if (!ret)
3548                         break;
3549
3550                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3551                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3552                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3553                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3554                 /* Usage is reduced ? */
3555                 if (curusage >= oldusage)
3556                         retry_count--;
3557                 else
3558                         oldusage = curusage;
3559         }
3560         if (!ret && enlarge)
3561                 memcg_oom_recover(memcg);
3562         return ret;
3563 }
3564
3565 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3566                                             gfp_t gfp_mask,
3567                                             unsigned long *total_scanned)
3568 {
3569         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3570         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3571         unsigned long reclaimed;
3572         int loop = 0;
3573         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3574         unsigned long long excess;
3575         unsigned long nr_scanned;
3576
3577         if (order > 0)
3578                 return 0;
3579
3580         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3581         /*
3582          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3583          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3584          * pressure
3585          */
3586         do {
3587                 if (next_mz)
3588                         mz = next_mz;
3589                 else
3590                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3591                 if (!mz)
3592                         break;
3593
3594                 nr_scanned = 0;
3595                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3596                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3597                 nr_reclaimed += reclaimed;
3598                 *total_scanned += nr_scanned;
3599                 spin_lock(&mctz->lock);
3600
3601                 /*
3602                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3603                  * it is time to move on to the next cgroup
3604                  */
3605                 next_mz = NULL;
3606                 if (!reclaimed) {
3607                         do {
3608                                 /*
3609                                  * Loop until we find yet another one.
3610                                  *
3611                                  * By the time we get the soft_limit lock
3612                                  * again, someone might have aded the
3613                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3614                                  * make sure we get a different mem.
3615                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3616                                  * NULL if no other cgroup is present on
3617                                  * the tree
3618                                  */
3619                                 next_mz =
3620                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3621                                 if (next_mz == mz)
3622                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3623                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3624                                         break;
3625                         } while (1);
3626                 }
3627                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3628                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3629                 /*
3630                  * One school of thought says that we should not add
3631                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3632                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3633                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3634                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3635                  * term TODO.
3636                  */
3637                 /* If excess == 0, no tree ops */
3638                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3639                 spin_unlock(&mctz->lock);
3640                 css_put(&mz->memcg->css);
3641                 loop++;
3642                 /*
3643                  * Could not reclaim anything and there are no more
3644                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3645                  * reclaiming anything.
3646                  */
3647                 if (!nr_reclaimed &&
3648                         (next_mz == NULL ||
3649                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3650                         break;
3651         } while (!nr_reclaimed);
3652         if (next_mz)
3653                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3654         return nr_reclaimed;
3655 }
3656
3657 /*
3658  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3659  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3660  */
3661 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3662                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3663 {
3664         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3665         unsigned long flags, loop;
3666         struct list_head *list;
3667         struct page *busy;
3668         struct zone *zone;
3669         int ret = 0;
3670
3671         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3672         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3673         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3674
3675         loop = mz->lru_size[lru];
3676         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3677         loop += 256;
3678         busy = NULL;
3679         while (loop--) {
3680                 struct page_cgroup *pc;
3681                 struct page *page;
3682
3683                 ret = 0;
3684                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3685                 if (list_empty(list)) {
3686                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3687                         break;
3688                 }
3689                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3690                 if (busy == page) {
3691                         list_move(&page->lru, list);
3692                         busy = NULL;
3693                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3694                         continue;
3695                 }
3696                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3697
3698                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3699
3700                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3701                 if (ret == -ENOMEM || ret == -EINTR)
3702                         break;
3703
3704                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3705                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3706                         busy = page;
3707                         cond_resched();
3708                 } else
3709                         busy = NULL;
3710         }
3711
3712         if (!ret && !list_empty(list))
3713                 return -EBUSY;
3714         return ret;
3715 }
3716
3717 /*
3718  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3719  * This enables deleting this mem_cgroup.
3720  */
3721 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3722 {
3723         int ret;
3724         int node, zid, shrink;
3725         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3726         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3727
3728         css_get(&memcg->css);
3729
3730         shrink = 0;
3731         /* should free all ? */
3732         if (free_all)
3733                 goto try_to_free;
3734 move_account:
3735         do {
3736                 ret = -EBUSY;
3737                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3738                         goto out;
3739                 ret = -EINTR;
3740                 if (signal_pending(current))
3741                         goto out;
3742                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3743                 lru_add_drain_all();
3744                 drain_all_stock_sync(memcg);
3745                 ret = 0;
3746                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3747                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3748                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3749                                 enum lru_list lru;
3750                                 for_each_lru(lru) {
3751                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3752                                                         node, zid, lru);
3753                                         if (ret)
3754                                                 break;
3755                                 }
3756                         }
3757                         if (ret)
3758                                 break;
3759                 }
3760                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3761                 memcg_oom_recover(memcg);
3762                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3763                 if (ret == -ENOMEM)
3764                         goto try_to_free;
3765                 cond_resched();
3766         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3767         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0 || ret);
3768 out:
3769         css_put(&memcg->css);
3770         return ret;
3771
3772 try_to_free:
3773         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3774         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3775                 ret = -EBUSY;
3776                 goto out;
3777         }
3778         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3779         lru_add_drain_all();
3780         /* try to free all pages in this cgroup */
3781         shrink = 1;
3782         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3783                 int progress;
3784
3785                 if (signal_pending(current)) {
3786                         ret = -EINTR;
3787                         goto out;
3788                 }
3789                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3790                                                 false);
3791                 if (!progress) {
3792                         nr_retries--;
3793                         /* maybe some writeback is necessary */
3794                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3795                 }
3796
3797         }
3798         lru_add_drain();
3799         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3800         goto move_account;
3801 }
3802
3803 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3804 {
3805         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3806 }
3807
3808
3809 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3810 {
3811         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3812 }
3813
3814 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3815                                         u64 val)
3816 {
3817         int retval = 0;
3818         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3819         struct cgroup *parent = cont->parent;
3820         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3821
3822         if (parent)
3823                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3824
3825         cgroup_lock();
3826         /*
3827          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3828          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3829          * occur, provided the current cgroup has no children.
3830          *
3831          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3832          * set if there are no children.
3833          */
3834         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3835                                 (val == 1 || val == 0)) {
3836                 if (list_empty(&cont->children))
3837                         memcg->use_hierarchy = val;
3838                 else
3839                         retval = -EBUSY;
3840         } else
3841                 retval = -EINVAL;
3842         cgroup_unlock();
3843
3844         return retval;
3845 }
3846
3847
3848 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3849                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3850 {
3851         struct mem_cgroup *iter;
3852         long val = 0;
3853
3854         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3855         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3856                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3857
3858         if (val < 0) /* race ? */
3859                 val = 0;
3860         return val;
3861 }
3862
3863 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3864 {
3865         u64 val;
3866
3867         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3868                 if (!swap)
3869                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3870                 else
3871                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3872         }
3873
3874         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3875         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3876
3877         if (swap)
3878                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3879
3880         return val << PAGE_SHIFT;
3881 }
3882
3883 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3884                                struct file *file, char __user *buf,
3885                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
3886 {
3887         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3888         char str[64];
3889         u64 val;
3890         int type, name, len;
3891
3892         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3893         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3894
3895         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3896                 return -EOPNOTSUPP;
3897
3898         switch (type) {
3899         case _MEM:
3900                 if (name == RES_USAGE)
3901                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3902                 else
3903                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3904                 break;
3905         case _MEMSWAP:
3906                 if (name == RES_USAGE)
3907                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3908                 else
3909                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3910                 break;
3911         default:
3912                 BUG();
3913         }
3914
3915         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
3916         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
3917 }
3918 /*
3919  * The user of this function is...
3920  * RES_LIMIT.
3921  */
3922 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3923                             const char *buffer)
3924 {
3925         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3926         int type, name;
3927         unsigned long long val;
3928         int ret;
3929
3930         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3931         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3932
3933         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3934                 return -EOPNOTSUPP;
3935
3936         switch (name) {
3937         case RES_LIMIT:
3938                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3939                         ret = -EINVAL;
3940                         break;
3941                 }
3942                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3943                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3944                 if (ret)
3945                         break;
3946                 if (type == _MEM)
3947                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3948                 else
3949                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3950                 break;
3951         case RES_SOFT_LIMIT:
3952                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3953                 if (ret)
3954                         break;
3955                 /*
3956                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3957                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3958                  * control without swap
3959                  */
3960                 if (type == _MEM)
3961                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3962                 else
3963                         ret = -EINVAL;
3964                 break;
3965         default:
3966                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3967                 break;
3968         }
3969         return ret;
3970 }
3971
3972 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3973                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3974 {
3975         struct cgroup *cgroup;
3976         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3977
3978         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3979         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3980         cgroup = memcg->css.cgroup;
3981         if (!memcg->use_hierarchy)
3982                 goto out;
3983
3984         while (cgroup->parent) {
3985                 cgroup = cgroup->parent;
3986                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3987                 if (!memcg->use_hierarchy)
3988                         break;
3989                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3990                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3991                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3992                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3993         }
3994 out:
3995         *mem_limit = min_limit;
3996         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3997 }
3998
3999 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4000 {
4001         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4002         int type, name;
4003
4004         type = MEMFILE_TYPE(event);
4005         name = MEMFILE_ATTR(event);
4006
4007         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4008                 return -EOPNOTSUPP;
4009
4010         switch (name) {
4011         case RES_MAX_USAGE:
4012                 if (type == _MEM)
4013                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4014                 else
4015                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4016                 break;
4017         case RES_FAILCNT:
4018                 if (type == _MEM)
4019                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4020                 else
4021                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4022                 break;
4023         }
4024
4025         return 0;
4026 }
4027
4028 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4029                                         struct cftype *cft)
4030 {
4031         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4032 }
4033
4034 #ifdef CONFIG_MMU
4035 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4036                                         struct cftype *cft, u64 val)
4037 {
4038         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4039
4040         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4041                 return -EINVAL;
4042         /*
4043          * We check this value several times in both in can_attach() and
4044          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4045          * inconsistent.
4046          */
4047         cgroup_lock();
4048         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4049         cgroup_unlock();
4050
4051         return 0;
4052 }
4053 #else
4054 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4055                                         struct cftype *cft, u64 val)
4056 {
4057         return -ENOSYS;
4058 }
4059 #endif
4060
4061
4062 /* For read statistics */
4063 enum {
4064         MCS_CACHE,
4065         MCS_RSS,
4066         MCS_FILE_MAPPED,
4067         MCS_PGPGIN,
4068         MCS_PGPGOUT,
4069         MCS_SWAP,
4070         MCS_PGFAULT,
4071         MCS_PGMAJFAULT,
4072         MCS_INACTIVE_ANON,
4073         MCS_ACTIVE_ANON,
4074         MCS_INACTIVE_FILE,
4075         MCS_ACTIVE_FILE,
4076         MCS_UNEVICTABLE,
4077         NR_MCS_STAT,
4078 };
4079
4080 struct mcs_total_stat {
4081         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4082 };
4083
4084 struct {
4085         char *local_name;
4086         char *total_name;
4087 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4088         {"cache", "total_cache"},
4089         {"rss", "total_rss"},
4090         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4091         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4092         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4093         {"swap", "total_swap"},
4094         {"pgfault", "total_pgfault"},
4095         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4096         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4097         {"active_anon", "total_active_anon"},
4098         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4099         {"active_file", "total_active_file"},
4100         {"unevictable", "total_unevictable"}
4101 };
4102
4103
4104 static void
4105 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4106 {
4107         s64 val;
4108
4109         /* per cpu stat */
4110         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4111         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4112         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4113         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4114         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4115         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4116         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4117         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4118         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4119         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4120         if (do_swap_account) {
4121                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4122                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4123         }
4124         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4125         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4126         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4127         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4128
4129         /* per zone stat */
4130         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4131         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4132         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4133         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4134         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4135         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4136         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4137         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4138         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4139         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4140 }
4141
4142 static void
4143 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4144 {
4145         struct mem_cgroup *iter;
4146
4147         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4148                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4149 }
4150
4151 #ifdef CONFIG_NUMA
4152 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4153 {
4154         int nid;
4155         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4156         unsigned long node_nr;
4157         struct cgroup *cont = m->private;
4158         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4159
4160         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4161         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4162         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4163                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4164                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4165         }
4166         seq_putc(m, '\n');
4167
4168         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4169         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4170         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4171                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4172                                 LRU_ALL_FILE);
4173                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4174         }
4175         seq_putc(m, '\n');
4176
4177         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4178         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4179         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4180                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4181                                 LRU_ALL_ANON);
4182                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4183         }
4184         seq_putc(m, '\n');
4185
4186         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4187         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4188         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4189                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4190                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4191                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4192         }
4193         seq_putc(m, '\n');
4194         return 0;
4195 }
4196 #endif /* CONFIG_NUMA */
4197
4198 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4199                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4200 {
4201         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4202         struct mcs_total_stat mystat;
4203         int i;
4204
4205         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4206         mem_cgroup_get_local_stat(memcg, &mystat);
4207
4208
4209         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4210                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4211                         continue;
4212                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4213         }
4214
4215         /* Hierarchical information */
4216         {
4217                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4218                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4219                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4220                 if (do_swap_account)
4221                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4222         }
4223
4224         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4225         mem_cgroup_get_total_stat(memcg, &mystat);
4226         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4227                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4228                         continue;
4229                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4230         }
4231
4232 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4233         {
4234                 int nid, zid;
4235                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
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
4243                                 recent_rotated[0] +=
4244                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
4245                                 recent_rotated[1] +=
4246                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
4247                                 recent_scanned[0] +=
4248                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
4249                                 recent_scanned[1] +=
4250                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
4251                         }
4252                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4253                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4254                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4255                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4256         }
4257 #endif
4258
4259         return 0;
4260 }
4261
4262 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4263 {
4264         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4265
4266         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4267 }
4268
4269 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4270                                        u64 val)
4271 {
4272         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4273         struct mem_cgroup *parent;
4274
4275         if (val > 100)
4276                 return -EINVAL;
4277
4278         if (cgrp->parent == NULL)
4279                 return -EINVAL;
4280
4281         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4282
4283         cgroup_lock();
4284
4285         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4286         if ((parent->use_hierarchy) ||
4287             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4288                 cgroup_unlock();
4289                 return -EINVAL;
4290         }
4291
4292         memcg->swappiness = val;
4293
4294         cgroup_unlock();
4295
4296         return 0;
4297 }
4298
4299 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4300 {
4301         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4302         u64 usage;
4303         int i;
4304
4305         rcu_read_lock();
4306         if (!swap)
4307                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4308         else
4309                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4310
4311         if (!t)
4312                 goto unlock;
4313
4314         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4315
4316         /*
4317          * current_threshold points to threshold just below usage.
4318          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4319          * call of __mem_cgroup_threshold().
4320          */
4321         i = t->current_threshold;
4322
4323         /*
4324          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4325          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4326          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4327          * only one element of the array here.
4328          */
4329         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4330                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4331
4332         /* i = current_threshold + 1 */
4333         i++;
4334
4335         /*
4336          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4337          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4338          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4339          * only one element of the array here.
4340          */
4341         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4342                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4343
4344         /* Update current_threshold */
4345         t->current_threshold = i - 1;
4346 unlock:
4347         rcu_read_unlock();
4348 }
4349
4350 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4351 {
4352         while (memcg) {
4353                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4354                 if (do_swap_account)
4355                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4356
4357                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4358         }
4359 }
4360
4361 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4362 {
4363         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4364         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4365
4366         return _a->threshold - _b->threshold;
4367 }
4368
4369 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4370 {
4371         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4372
4373         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4374                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4375         return 0;
4376 }
4377
4378 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4379 {
4380         struct mem_cgroup *iter;
4381
4382         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4383                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4384 }
4385
4386 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4387         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4388 {
4389         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4390         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4391         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4392         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4393         u64 threshold, usage;
4394         int i, size, ret;
4395
4396         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4397         if (ret)
4398                 return ret;
4399
4400         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4401
4402         if (type == _MEM)
4403                 thresholds = &memcg->thresholds;
4404         else if (type == _MEMSWAP)
4405                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4406         else
4407                 BUG();
4408
4409         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4410
4411         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4412         if (thresholds->primary)
4413                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4414
4415         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4416
4417         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4418         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4419                         GFP_KERNEL);
4420         if (!new) {
4421                 ret = -ENOMEM;
4422                 goto unlock;
4423         }
4424         new->size = size;
4425
4426         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4427         if (thresholds->primary) {
4428                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4429                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4430         }
4431
4432         /* Add new threshold */
4433         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4434         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4435
4436         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4437         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4438                         compare_thresholds, NULL);
4439
4440         /* Find current threshold */
4441         new->current_threshold = -1;
4442         for (i = 0; i < size; i++) {
4443                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4444                         /*
4445                          * new->current_threshold will not be used until
4446                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4447                          * it here.
4448                          */
4449                         ++new->current_threshold;
4450                 }
4451         }
4452
4453         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4454         kfree(thresholds->spare);
4455         thresholds->spare = thresholds->primary;
4456
4457         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4458
4459         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4460         synchronize_rcu();
4461
4462 unlock:
4463         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4464
4465         return ret;
4466 }
4467
4468 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4469         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4470 {
4471         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4472         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4473         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4474         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4475         u64 usage;
4476         int i, j, size;
4477
4478         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4479         if (type == _MEM)
4480                 thresholds = &memcg->thresholds;
4481         else if (type == _MEMSWAP)
4482                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4483         else
4484                 BUG();
4485
4486         if (!thresholds->primary)
4487                 goto unlock;
4488
4489         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4490
4491         /* Check if a threshold crossed before removing */
4492         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4493
4494         /* Calculate new number of threshold */
4495         size = 0;
4496         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4497                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4498                         size++;
4499         }
4500
4501         new = thresholds->spare;
4502
4503         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4504         if (!size) {
4505                 kfree(new);
4506                 new = NULL;
4507                 goto swap_buffers;
4508         }
4509
4510         new->size = size;
4511
4512         /* Copy thresholds and find current threshold */
4513         new->current_threshold = -1;
4514         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4515                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4516                         continue;
4517
4518                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4519                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4520                         /*
4521                          * new->current_threshold will not be used
4522                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4523                          * it here.
4524                          */
4525                         ++new->current_threshold;
4526                 }
4527                 j++;
4528         }
4529
4530 swap_buffers:
4531         /* Swap primary and spare array */
4532         thresholds->spare = thresholds->primary;
4533         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4534         if (!new) {
4535                 kfree(thresholds->spare);
4536                 thresholds->spare = NULL;
4537         }
4538
4539         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4540
4541         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4542         synchronize_rcu();
4543 unlock:
4544         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4545 }
4546
4547 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4548         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4549 {
4550         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4551         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4552         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4553
4554         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4555         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4556         if (!event)
4557                 return -ENOMEM;
4558
4559         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4560
4561         event->eventfd = eventfd;
4562         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4563
4564         /* already in OOM ? */
4565         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4566                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4567         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4568
4569         return 0;
4570 }
4571
4572 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4573         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4574 {
4575         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4576         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4577         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4578
4579         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4580
4581         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4582
4583         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4584                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4585                         list_del(&ev->list);
4586                         kfree(ev);
4587                 }
4588         }
4589
4590         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4591 }
4592
4593 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4594         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4595 {
4596         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4597
4598         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4599
4600         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4601                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4602         else
4603                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4604         return 0;
4605 }
4606
4607 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4608         struct cftype *cft, u64 val)
4609 {
4610         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4611         struct mem_cgroup *parent;
4612
4613         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4614         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4615                 return -EINVAL;
4616
4617         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4618
4619         cgroup_lock();
4620         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4621         if ((parent->use_hierarchy) ||
4622             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4623                 cgroup_unlock();
4624                 return -EINVAL;
4625         }
4626         memcg->oom_kill_disable = val;
4627         if (!val)
4628                 memcg_oom_recover(memcg);
4629         cgroup_unlock();
4630         return 0;
4631 }
4632
4633 #ifdef CONFIG_NUMA
4634 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4635         .read = seq_read,
4636         .llseek = seq_lseek,
4637         .release = single_release,
4638 };
4639
4640 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4641 {
4642         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4643
4644         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4645         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4646 }
4647 #endif /* CONFIG_NUMA */
4648
4649 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4650 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4651 {
4652         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4653 };
4654
4655 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4656 {
4657         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4658 }
4659 #else
4660 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4661 {
4662         return 0;
4663 }
4664
4665 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4666 {
4667 }
4668 #endif
4669
4670 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4671         {
4672                 .name = "usage_in_bytes",
4673                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4674                 .read = mem_cgroup_read,
4675                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4676                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4677         },
4678         {
4679                 .name = "max_usage_in_bytes",
4680                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4681                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4682                 .read = mem_cgroup_read,
4683         },
4684         {
4685                 .name = "limit_in_bytes",
4686                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4687                 .write_string = mem_cgroup_write,
4688                 .read = mem_cgroup_read,
4689         },
4690         {
4691                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4692                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4693                 .write_string = mem_cgroup_write,
4694                 .read = mem_cgroup_read,
4695         },
4696         {
4697                 .name = "failcnt",
4698                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4699                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4700                 .read = mem_cgroup_read,
4701         },
4702         {
4703                 .name = "stat",
4704                 .read_map = mem_control_stat_show,
4705         },
4706         {
4707                 .name = "force_empty",
4708                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4709         },
4710         {
4711                 .name = "use_hierarchy",
4712                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4713                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4714         },
4715         {
4716                 .name = "swappiness",
4717                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4718                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4719         },
4720         {
4721                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4722                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4723                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4724         },
4725         {
4726                 .name = "oom_control",
4727                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4728                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4729                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4730                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4731                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4732         },
4733 #ifdef CONFIG_NUMA
4734         {
4735                 .name = "numa_stat",
4736                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4737                 .mode = S_IRUGO,
4738         },
4739 #endif
4740 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4741         {
4742                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4743                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4744                 .read = mem_cgroup_read,
4745                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4746                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4747         },
4748         {
4749                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4750                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4751                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4752                 .read = mem_cgroup_read,
4753         },
4754         {
4755                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4756                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4757                 .write_string = mem_cgroup_write,
4758                 .read = mem_cgroup_read,
4759         },
4760         {
4761                 .name = "memsw.failcnt",
4762                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4763                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4764                 .read = mem_cgroup_read,
4765         },
4766 #endif
4767         { },    /* terminate */
4768 };
4769
4770 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4771 {
4772         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4773         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4774         enum lru_list lru;
4775         int zone, tmp = node;
4776         /*
4777          * This routine is called against possible nodes.
4778          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4779          *
4780          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4781          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4782          *       function.
4783          */
4784         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4785                 tmp = -1;
4786         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4787         if (!pn)
4788                 return 1;
4789
4790         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4791                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4792                 for_each_lru(lru)
4793                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lruvec.lists[lru]);
4794                 mz->usage_in_excess = 0;
4795                 mz->on_tree = false;
4796                 mz->memcg = memcg;
4797         }
4798         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4799         return 0;
4800 }
4801
4802 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4803 {
4804         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4805 }
4806
4807 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4808 {
4809         struct mem_cgroup *memcg;
4810         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4811
4812         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4813         if (size < PAGE_SIZE)
4814                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4815         else
4816                 memcg = vzalloc(size);
4817
4818         if (!memcg)
4819                 return NULL;
4820
4821         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4822         if (!memcg->stat)
4823                 goto out_free;
4824         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4825         return memcg;
4826
4827 out_free:
4828         if (size < PAGE_SIZE)
4829                 kfree(memcg);
4830         else
4831                 vfree(memcg);
4832         return NULL;
4833 }
4834
4835 /*
4836  * Helpers for freeing a vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4837  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4838  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4839  */
4840 static void vfree_work(struct work_struct *work)
4841 {
4842         struct mem_cgroup *memcg;
4843
4844         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4845         vfree(memcg);
4846 }
4847 static void vfree_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4848 {
4849         struct mem_cgroup *memcg;
4850
4851         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4852         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, vfree_work);
4853         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4854 }
4855
4856 /*
4857  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4858  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4859  *
4860  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4861  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4862  * it goes down to 0.
4863  *
4864  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4865  */
4866
4867 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4868 {
4869         int node;
4870
4871         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4872         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4873
4874         for_each_node(node)
4875                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4876
4877         free_percpu(memcg->stat);
4878         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4879                 kfree_rcu(memcg, rcu_freeing);
4880         else
4881                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, vfree_rcu);
4882 }
4883
4884 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4885 {
4886         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4887 }
4888
4889 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4890 {
4891         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4892                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4893                 __mem_cgroup_free(memcg);
4894                 if (parent)
4895                         mem_cgroup_put(parent);
4896         }
4897 }
4898
4899 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4900 {
4901         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4902 }
4903
4904 /*
4905  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4906  */
4907 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4908 {
4909         if (!memcg->res.parent)
4910                 return NULL;
4911         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4912 }
4913 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4914
4915 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4916 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4917 {
4918         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4919                 do_swap_account = 1;
4920 }
4921 #else
4922 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4923 {
4924 }
4925 #endif
4926
4927 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4928 {
4929         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4930         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4931         int tmp, node, zone;
4932
4933         for_each_node(node) {
4934                 tmp = node;
4935                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4936                         tmp = -1;
4937                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4938                 if (!rtpn)
4939                         goto err_cleanup;
4940
4941                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4942
4943                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4944                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4945                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4946                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4947                 }
4948         }
4949         return 0;
4950
4951 err_cleanup:
4952         for_each_node(node) {
4953                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4954                         break;
4955                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4956                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4957         }
4958         return 1;
4959
4960 }
4961
4962 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4963 mem_cgroup_create(struct cgroup *cont)
4964 {
4965         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4966         long error = -ENOMEM;
4967         int node;
4968
4969         memcg = mem_cgroup_alloc();
4970         if (!memcg)
4971                 return ERR_PTR(error);
4972
4973         for_each_node(node)
4974                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4975                         goto free_out;
4976
4977         /* root ? */
4978         if (cont->parent == NULL) {
4979                 int cpu;
4980                 enable_swap_cgroup();
4981                 parent = NULL;
4982                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4983                         goto free_out;
4984                 root_mem_cgroup = memcg;
4985                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4986                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4987                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4988                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4989                 }
4990                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4991         } else {
4992                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4993                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4994                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4995         }
4996
4997         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4998                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4999                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5000                 /*
5001                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
5002                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
5003                  * This refcnt will be decremented when freeing this
5004                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
5005                  */
5006                 mem_cgroup_get(parent);
5007         } else {
5008                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5009                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5010         }
5011         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5012         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5013
5014         if (parent)
5015                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5016         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
5017         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5018         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5019         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5020
5021         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
5022         if (error) {
5023                 /*
5024                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
5025                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
5026                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
5027                  */
5028                 mem_cgroup_put(memcg);
5029                 return ERR_PTR(error);
5030         }
5031         return &memcg->css;
5032 free_out:
5033         __mem_cgroup_free(memcg);
5034         return ERR_PTR(error);
5035 }
5036
5037 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup *cont)
5038 {
5039         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5040
5041         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
5042 }
5043
5044 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
5045 {
5046         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5047
5048         kmem_cgroup_destroy(memcg);
5049
5050         mem_cgroup_put(memcg);
5051 }
5052
5053 #ifdef CONFIG_MMU
5054 /* Handlers for move charge at task migration. */
5055 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5056 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5057 {
5058         int ret = 0;
5059         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5060         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5061
5062         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5063                 mc.precharge += count;
5064                 /* we don't need css_get for root */
5065                 return ret;
5066         }
5067         /* try to charge at once */
5068         if (count > 1) {
5069                 struct res_counter *dummy;
5070                 /*
5071                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5072                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5073                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5074                  * css_get().
5075                  */
5076                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5077                         goto one_by_one;
5078                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5079                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5080                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5081                         goto one_by_one;
5082                 }
5083                 mc.precharge += count;
5084                 return ret;
5085         }
5086 one_by_one:
5087         /* fall back to one by one charge */
5088         while (count--) {
5089                 if (signal_pending(current)) {
5090                         ret = -EINTR;
5091                         break;
5092                 }
5093                 if (!batch_count--) {
5094                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5095                         cond_resched();
5096                 }
5097                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5098                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5099                 if (ret)
5100                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5101                         return ret;
5102                 mc.precharge++;
5103         }
5104         return ret;
5105 }
5106
5107 /**
5108  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5109  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5110  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5111  * @ptent: the pte to be checked
5112  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5113  *
5114  * Returns
5115  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5116  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5117  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5118  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5119  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5120  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5121  *     in target->ent.
5122  *
5123  * Called with pte lock held.
5124  */
5125 union mc_target {
5126         struct page     *page;
5127         swp_entry_t     ent;
5128 };
5129
5130 enum mc_target_type {
5131         MC_TARGET_NONE = 0,
5132         MC_TARGET_PAGE,
5133         MC_TARGET_SWAP,
5134 };
5135
5136 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5137                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5138 {
5139         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5140
5141         if (!page || !page_mapped(page))
5142                 return NULL;
5143         if (PageAnon(page)) {
5144                 /* we don't move shared anon */
5145                 if (!move_anon())
5146                         return NULL;
5147         } else if (!move_file())
5148                 /* we ignore mapcount for file pages */
5149                 return NULL;
5150         if (!get_page_unless_zero(page))
5151                 return NULL;
5152
5153         return page;
5154 }
5155
5156 #ifdef CONFIG_SWAP
5157 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5158                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5159 {
5160         struct page *page = NULL;
5161         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5162
5163         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5164                 return NULL;
5165         /*
5166          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5167          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5168          */
5169         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
5170         if (do_swap_account)
5171                 entry->val = ent.val;
5172
5173         return page;
5174 }
5175 #else
5176 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5177                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5178 {
5179         return NULL;
5180 }
5181 #endif
5182
5183 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5184                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5185 {
5186         struct page *page = NULL;
5187         struct inode *inode;
5188         struct address_space *mapping;
5189         pgoff_t pgoff;
5190
5191         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5192                 return NULL;
5193         if (!move_file())
5194                 return NULL;
5195
5196         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5197         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5198         if (pte_none(ptent))
5199                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5200         else /* pte_file(ptent) is true */
5201                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5202
5203         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5204         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5205
5206 #ifdef CONFIG_SWAP
5207         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5208         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5209                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5210                 if (do_swap_account)
5211                         *entry = swap;
5212                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5213         }
5214 #endif
5215         return page;
5216 }
5217
5218 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5219                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5220 {
5221         struct page *page = NULL;
5222         struct page_cgroup *pc;
5223         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5224         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5225
5226         if (pte_present(ptent))
5227                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5228         else if (is_swap_pte(ptent))
5229                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5230         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5231                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5232
5233         if (!page && !ent.val)
5234                 return ret;
5235         if (page) {
5236                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5237                 /*
5238                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5239                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5240                  * the lock.
5241                  */
5242                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5243                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5244                         if (target)
5245                                 target->page = page;
5246                 }
5247                 if (!ret || !target)
5248                         put_page(page);
5249         }
5250         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5251         if (ent.val && !ret &&
5252                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5253                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5254                 if (target)
5255                         target->ent = ent;
5256         }
5257         return ret;
5258 }
5259
5260 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5261 /*
5262  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5263  * support them for now.
5264  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5265  */
5266 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5267                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5268 {
5269         struct page *page = NULL;
5270         struct page_cgroup *pc;
5271         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5272
5273         page = pmd_page(pmd);
5274         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5275         if (!move_anon())
5276                 return ret;
5277         pc = lookup_page_cgroup(page);
5278         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5279                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5280                 if (target) {
5281                         get_page(page);
5282                         target->page = page;
5283                 }
5284         }
5285         return ret;
5286 }
5287 #else
5288 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5289                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5290 {
5291         return MC_TARGET_NONE;
5292 }
5293 #endif
5294
5295 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5296                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5297                                         struct mm_walk *walk)
5298 {
5299         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5300         pte_t *pte;
5301         spinlock_t *ptl;
5302
5303         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5304                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5305                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5306                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5307                 return 0;
5308         }
5309
5310         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5311                 return 0;
5312         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5313         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5314                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5315                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5316         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5317         cond_resched();
5318
5319         return 0;
5320 }
5321
5322 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5323 {
5324         unsigned long precharge;
5325         struct vm_area_struct *vma;
5326
5327         down_read(&mm->mmap_sem);
5328         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5329                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5330                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5331                         .mm = mm,
5332                         .private = vma,
5333                 };
5334                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5335                         continue;
5336                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5337                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5338         }
5339         up_read(&mm->mmap_sem);
5340
5341         precharge = mc.precharge;
5342         mc.precharge = 0;
5343
5344         return precharge;
5345 }
5346
5347 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5348 {
5349         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5350
5351         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5352         mc.moving_task = current;
5353         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5354 }
5355
5356 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5357 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5358 {
5359         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5360         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5361
5362         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5363         if (mc.precharge) {
5364                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5365                 mc.precharge = 0;
5366         }
5367         /*
5368          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5369          * we must uncharge here.
5370          */
5371         if (mc.moved_charge) {
5372                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5373                 mc.moved_charge = 0;
5374         }
5375         /* we must fixup refcnts and charges */
5376         if (mc.moved_swap) {
5377                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5378                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5379                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5380                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5381                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5382
5383                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5384                         /*
5385                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5386                          * uncharge to->res.
5387                          */
5388                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5389                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5390                 }
5391                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5392                 mc.moved_swap = 0;
5393         }
5394         memcg_oom_recover(from);
5395         memcg_oom_recover(to);
5396         wake_up_all(&mc.waitq);
5397 }
5398
5399 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5400 {
5401         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5402
5403         /*
5404          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5405          * task migration.
5406          */
5407         mc.moving_task = NULL;
5408         __mem_cgroup_clear_mc();
5409         spin_lock(&mc.lock);
5410         mc.from = NULL;
5411         mc.to = NULL;
5412         spin_unlock(&mc.lock);
5413         mem_cgroup_end_move(from);
5414 }
5415
5416 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5417                                  struct cgroup_taskset *tset)
5418 {
5419         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5420         int ret = 0;
5421         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5422
5423         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5424                 struct mm_struct *mm;
5425                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5426
5427                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5428
5429                 mm = get_task_mm(p);
5430                 if (!mm)
5431                         return 0;
5432                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5433                 if (mm->owner == p) {
5434                         VM_BUG_ON(mc.from);
5435                         VM_BUG_ON(mc.to);
5436                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5437                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5438                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5439                         mem_cgroup_start_move(from);
5440                         spin_lock(&mc.lock);
5441                         mc.from = from;
5442                         mc.to = memcg;
5443                         spin_unlock(&mc.lock);
5444                         /* We set mc.moving_task later */
5445
5446                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5447                         if (ret)
5448                                 mem_cgroup_clear_mc();
5449                 }
5450                 mmput(mm);
5451         }
5452         return ret;
5453 }
5454
5455 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5456                                      struct cgroup_taskset *tset)
5457 {
5458         mem_cgroup_clear_mc();
5459 }
5460
5461 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5462                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5463                                 struct mm_walk *walk)
5464 {
5465         int ret = 0;
5466         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5467         pte_t *pte;
5468         spinlock_t *ptl;
5469         enum mc_target_type target_type;
5470         union mc_target target;
5471         struct page *page;
5472         struct page_cgroup *pc;
5473
5474         /*
5475          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5476          * happens because:
5477          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5478          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5479          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5480          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5481          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5482          *    part of thp split is not executed yet.
5483          */
5484         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5485                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5486                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5487                         return 0;
5488                 }
5489                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5490                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5491                         page = target.page;
5492                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5493                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5494                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5495                                                              pc, mc.from, mc.to,
5496                                                              false)) {
5497                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5498                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5499                                 }
5500                                 putback_lru_page(page);
5501                         }
5502                         put_page(page);
5503                 }
5504                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5505                 return 0;
5506         }
5507
5508         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5509                 return 0;
5510 retry:
5511         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5512         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5513                 pte_t ptent = *(pte++);
5514                 swp_entry_t ent;
5515
5516                 if (!mc.precharge)
5517                         break;
5518
5519                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5520                 case MC_TARGET_PAGE:
5521                         page = target.page;
5522                         if (isolate_lru_page(page))
5523                                 goto put;
5524                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5525                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5526                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5527                                 mc.precharge--;
5528                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5529                                 mc.moved_charge++;
5530                         }
5531                         putback_lru_page(page);
5532 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5533                         put_page(page);
5534                         break;
5535                 case MC_TARGET_SWAP:
5536                         ent = target.ent;
5537                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5538                                 mc.precharge--;
5539                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5540                                 mc.moved_swap++;
5541                         }
5542                         break;
5543                 default:
5544                         break;
5545                 }
5546         }
5547         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5548         cond_resched();
5549
5550         if (addr != end) {
5551                 /*
5552                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5553                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5554                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5555                  * phase.
5556                  */
5557                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5558                 if (!ret)
5559                         goto retry;
5560         }
5561
5562         return ret;
5563 }
5564
5565 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5566 {
5567         struct vm_area_struct *vma;
5568
5569         lru_add_drain_all();
5570 retry:
5571         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5572                 /*
5573                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5574                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5575                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5576                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5577                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5578                  */
5579                 __mem_cgroup_clear_mc();
5580                 cond_resched();
5581                 goto retry;
5582         }
5583         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5584                 int ret;
5585                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5586                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5587                         .mm = mm,
5588                         .private = vma,
5589                 };
5590                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5591                         continue;
5592                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5593                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5594                 if (ret)
5595                         /*
5596                          * means we have consumed all precharges and failed in
5597                          * doing additional charge. Just abandon here.
5598                          */
5599                         break;
5600         }
5601         up_read(&mm->mmap_sem);
5602 }
5603
5604 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5605                                  struct cgroup_taskset *tset)
5606 {
5607         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5608         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5609
5610         if (mm) {
5611                 if (mc.to)
5612                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5613                 mmput(mm);
5614         }
5615         if (mc.to)
5616                 mem_cgroup_clear_mc();
5617 }
5618 #else   /* !CONFIG_MMU */
5619 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5620                                  struct cgroup_taskset *tset)
5621 {
5622         return 0;
5623 }
5624 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5625                                      struct cgroup_taskset *tset)
5626 {
5627 }
5628 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5629                                  struct cgroup_taskset *tset)
5630 {
5631 }
5632 #endif
5633
5634 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5635         .name = "memory",
5636         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5637         .create = mem_cgroup_create,
5638         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5639         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5640         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5641         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5642         .attach = mem_cgroup_move_task,
5643         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
5644         .early_init = 0,
5645         .use_id = 1,
5646         .__DEPRECATED_clear_css_refs = true,
5647 };
5648
5649 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5650 static int __init enable_swap_account(char *s)
5651 {
5652         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5653         if (!strcmp(s, "1"))
5654                 really_do_swap_account = 1;
5655         else if (!strcmp(s, "0"))
5656                 really_do_swap_account = 0;
5657         return 1;
5658 }
5659 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5660
5661 #endif