mm: memcg: lookup_page_cgroup (almost) never returns NULL
[linux-flexiantxendom0-3.2.10.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/mutex.h>
38 #include <linux/rbtree.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/tcp_memcontrol.h>
55
56 #include <asm/uaccess.h>
57
58 #include <trace/events/vmscan.h>
59
60 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
61 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
62 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
63
64 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
65 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
66 int do_swap_account __read_mostly;
67
68 /* for remember boot option*/
69 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
70 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
71 #else
72 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
73 #endif
74
75 #else
76 #define do_swap_account         (0)
77 #endif
78
79
80 /*
81  * Statistics for memory cgroup.
82  */
83 enum mem_cgroup_stat_index {
84         /*
85          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
86          */
87         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
88         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
89         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
90         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
91         MEM_CGROUP_STAT_DATA, /* end of data requires synchronization */
92         MEM_CGROUP_ON_MOVE,     /* someone is moving account between groups */
93         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
94 };
95
96 enum mem_cgroup_events_index {
97         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
103 };
104 /*
105  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
106  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
107  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
108  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
109  */
110 enum mem_cgroup_events_target {
111         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
112         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
113         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
114         MEM_CGROUP_NTARGETS,
115 };
116 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET (128)
117 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET (1024)
118 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  (1024)
119
120 struct mem_cgroup_stat_cpu {
121         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
122         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
123         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
124 };
125
126 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
127         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
128         int position;
129         /* scan generation, increased every round-trip */
130         unsigned int generation;
131 };
132
133 /*
134  * per-zone information in memory controller.
135  */
136 struct mem_cgroup_per_zone {
137         struct lruvec           lruvec;
138         unsigned long           count[NR_LRU_LISTS];
139
140         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
141
142         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
143         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
144         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
145                                                 /* the soft limit is exceeded*/
146         bool                    on_tree;
147         struct mem_cgroup       *mem;           /* Back pointer, we cannot */
148                                                 /* use container_of        */
149 };
150 /* Macro for accessing counter */
151 #define MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx)       ((mz)->count[(idx)])
152
153 struct mem_cgroup_per_node {
154         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
155 };
156
157 struct mem_cgroup_lru_info {
158         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
159 };
160
161 /*
162  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
163  * their hierarchy representation
164  */
165
166 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
167         struct rb_root rb_root;
168         spinlock_t lock;
169 };
170
171 struct mem_cgroup_tree_per_node {
172         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
173 };
174
175 struct mem_cgroup_tree {
176         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
177 };
178
179 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
180
181 struct mem_cgroup_threshold {
182         struct eventfd_ctx *eventfd;
183         u64 threshold;
184 };
185
186 /* For threshold */
187 struct mem_cgroup_threshold_ary {
188         /* An array index points to threshold just below usage. */
189         int current_threshold;
190         /* Size of entries[] */
191         unsigned int size;
192         /* Array of thresholds */
193         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
194 };
195
196 struct mem_cgroup_thresholds {
197         /* Primary thresholds array */
198         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
199         /*
200          * Spare threshold array.
201          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
202          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
203          */
204         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
205 };
206
207 /* for OOM */
208 struct mem_cgroup_eventfd_list {
209         struct list_head list;
210         struct eventfd_ctx *eventfd;
211 };
212
213 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
214 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
215
216 /*
217  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
218  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
219  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
220  * to help the administrator determine what knobs to tune.
221  *
222  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
223  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
224  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
225  * a feature that will be implemented much later in the future.
226  */
227 struct mem_cgroup {
228         struct cgroup_subsys_state css;
229         /*
230          * the counter to account for memory usage
231          */
232         struct res_counter res;
233         /*
234          * the counter to account for mem+swap usage.
235          */
236         struct res_counter memsw;
237         /*
238          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
239          * per zone LRU lists.
240          */
241         struct mem_cgroup_lru_info info;
242         int last_scanned_node;
243 #if MAX_NUMNODES > 1
244         nodemask_t      scan_nodes;
245         atomic_t        numainfo_events;
246         atomic_t        numainfo_updating;
247 #endif
248         /*
249          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
250          */
251         bool use_hierarchy;
252
253         bool            oom_lock;
254         atomic_t        under_oom;
255
256         atomic_t        refcnt;
257
258         int     swappiness;
259         /* OOM-Killer disable */
260         int             oom_kill_disable;
261
262         /* set when res.limit == memsw.limit */
263         bool            memsw_is_minimum;
264
265         /* protect arrays of thresholds */
266         struct mutex thresholds_lock;
267
268         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
269         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
270
271         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
272         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
273
274         /* For oom notifier event fd */
275         struct list_head oom_notify;
276
277         /*
278          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
279          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
280          */
281         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
282         /*
283          * percpu counter.
284          */
285         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
286         /*
287          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
288          * See mem_cgroup_read_stat().
289          */
290         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
291         spinlock_t pcp_counter_lock;
292
293 #ifdef CONFIG_INET
294         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
295 #endif
296 };
297
298 /* Stuffs for move charges at task migration. */
299 /*
300  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
301  * left-shifted bitmap of these types.
302  */
303 enum move_type {
304         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
305         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
306         NR_MOVE_TYPE,
307 };
308
309 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
310 static struct move_charge_struct {
311         spinlock_t        lock; /* for from, to */
312         struct mem_cgroup *from;
313         struct mem_cgroup *to;
314         unsigned long precharge;
315         unsigned long moved_charge;
316         unsigned long moved_swap;
317         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
318         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
319 } mc = {
320         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
321         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
322 };
323
324 static bool move_anon(void)
325 {
326         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
327                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
328 }
329
330 static bool move_file(void)
331 {
332         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
333                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
334 }
335
336 /*
337  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
338  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
339  */
340 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
341 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
342
343 enum charge_type {
344         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
345         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
346         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
347         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
348         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
349         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
350         NR_CHARGE_TYPE,
351 };
352
353 /* for encoding cft->private value on file */
354 #define _MEM                    (0)
355 #define _MEMSWAP                (1)
356 #define _OOM_TYPE               (2)
357 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
358 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
359 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
360 /* Used for OOM nofiier */
361 #define OOM_CONTROL             (0)
362
363 /*
364  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
365  */
366 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
367 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
368 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
369 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
370
371 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
372 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
373
374 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
375 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
376 #ifdef CONFIG_INET
377 #include <net/sock.h>
378 #include <net/ip.h>
379
380 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
381 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
382 {
383         if (static_branch(&memcg_socket_limit_enabled)) {
384                 struct mem_cgroup *memcg;
385
386                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
387
388                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
389                  * filled. It won't however, necessarily happen from
390                  * process context. So the test for root memcg given
391                  * the current task's memcg won't help us in this case.
392                  *
393                  * Respecting the original socket's memcg is a better
394                  * decision in this case.
395                  */
396                 if (sk->sk_cgrp) {
397                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
398                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
399                         return;
400                 }
401
402                 rcu_read_lock();
403                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
404                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
405                         mem_cgroup_get(memcg);
406                         sk->sk_cgrp = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
407                 }
408                 rcu_read_unlock();
409         }
410 }
411 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
412
413 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
414 {
415         if (static_branch(&memcg_socket_limit_enabled) && sk->sk_cgrp) {
416                 struct mem_cgroup *memcg;
417                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
418                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
419                 mem_cgroup_put(memcg);
420         }
421 }
422
423 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
424 {
425         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
426                 return NULL;
427
428         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
429 }
430 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
431 #endif /* CONFIG_INET */
432 #endif /* CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM */
433
434 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
435
436 static struct mem_cgroup_per_zone *
437 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
438 {
439         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
440 }
441
442 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
443 {
444         return &memcg->css;
445 }
446
447 static struct mem_cgroup_per_zone *
448 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
449 {
450         int nid = page_to_nid(page);
451         int zid = page_zonenum(page);
452
453         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
454 }
455
456 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
457 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
458 {
459         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
460 }
461
462 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
463 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
464 {
465         int nid = page_to_nid(page);
466         int zid = page_zonenum(page);
467
468         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
469 }
470
471 static void
472 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
473                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
474                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
475                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
476 {
477         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
478         struct rb_node *parent = NULL;
479         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
480
481         if (mz->on_tree)
482                 return;
483
484         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
485         if (!mz->usage_in_excess)
486                 return;
487         while (*p) {
488                 parent = *p;
489                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
490                                         tree_node);
491                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
492                         p = &(*p)->rb_left;
493                 /*
494                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
495                  * limit by the same amount
496                  */
497                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
498                         p = &(*p)->rb_right;
499         }
500         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
501         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
502         mz->on_tree = true;
503 }
504
505 static void
506 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
507                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
508                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
509 {
510         if (!mz->on_tree)
511                 return;
512         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
513         mz->on_tree = false;
514 }
515
516 static void
517 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
518                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
519                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
520 {
521         spin_lock(&mctz->lock);
522         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
523         spin_unlock(&mctz->lock);
524 }
525
526
527 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
528 {
529         unsigned long long excess;
530         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
531         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
532         int nid = page_to_nid(page);
533         int zid = page_zonenum(page);
534         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
535
536         /*
537          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
538          * because their event counter is not touched.
539          */
540         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
541                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
542                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
543                 /*
544                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
545                  * mem is over its softlimit.
546                  */
547                 if (excess || mz->on_tree) {
548                         spin_lock(&mctz->lock);
549                         /* if on-tree, remove it */
550                         if (mz->on_tree)
551                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
552                         /*
553                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
554                          * If excess is 0, no tree ops.
555                          */
556                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
557                         spin_unlock(&mctz->lock);
558                 }
559         }
560 }
561
562 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
563 {
564         int node, zone;
565         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
566         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
567
568         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
569                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
570                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
571                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
572                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
573                 }
574         }
575 }
576
577 static struct mem_cgroup_per_zone *
578 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
579 {
580         struct rb_node *rightmost = NULL;
581         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
582
583 retry:
584         mz = NULL;
585         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
586         if (!rightmost)
587                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
588
589         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
590         /*
591          * Remove the node now but someone else can add it back,
592          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
593          * position in the tree.
594          */
595         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
596         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res) ||
597                 !css_tryget(&mz->mem->css))
598                 goto retry;
599 done:
600         return mz;
601 }
602
603 static struct mem_cgroup_per_zone *
604 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
605 {
606         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
607
608         spin_lock(&mctz->lock);
609         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
610         spin_unlock(&mctz->lock);
611         return mz;
612 }
613
614 /*
615  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
616  *
617  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
618  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
619  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
620  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
621  *
622  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
623  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
624  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
625  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
626  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
627  *
628  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
629  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
630  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
631  * implemented.
632  */
633 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
634                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
635 {
636         long val = 0;
637         int cpu;
638
639         get_online_cpus();
640         for_each_online_cpu(cpu)
641                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
642 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
643         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
644         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
645         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
646 #endif
647         put_online_cpus();
648         return val;
649 }
650
651 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
652                                          bool charge)
653 {
654         int val = (charge) ? 1 : -1;
655         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
656 }
657
658 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
659                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
660 {
661         unsigned long val = 0;
662         int cpu;
663
664         for_each_online_cpu(cpu)
665                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
666 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
667         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
668         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
669         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
670 #endif
671         return val;
672 }
673
674 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
675                                          bool file, int nr_pages)
676 {
677         preempt_disable();
678
679         if (file)
680                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
681                                 nr_pages);
682         else
683                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
684                                 nr_pages);
685
686         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
687         if (nr_pages > 0)
688                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
689         else {
690                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
691                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
692         }
693
694         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
695
696         preempt_enable();
697 }
698
699 unsigned long
700 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
701                         unsigned int lru_mask)
702 {
703         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
704         enum lru_list l;
705         unsigned long ret = 0;
706
707         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
708
709         for_each_lru(l) {
710                 if (BIT(l) & lru_mask)
711                         ret += MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, l);
712         }
713         return ret;
714 }
715
716 static unsigned long
717 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
718                         int nid, unsigned int lru_mask)
719 {
720         u64 total = 0;
721         int zid;
722
723         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
724                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
725                                                 nid, zid, lru_mask);
726
727         return total;
728 }
729
730 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
731                         unsigned int lru_mask)
732 {
733         int nid;
734         u64 total = 0;
735
736         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
737                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
738         return total;
739 }
740
741 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
742                                        enum mem_cgroup_events_target target)
743 {
744         unsigned long val, next;
745
746         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
747         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
748         /* from time_after() in jiffies.h */
749         if ((long)next - (long)val < 0) {
750                 switch (target) {
751                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
752                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
753                         break;
754                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
755                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
756                         break;
757                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
758                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
759                         break;
760                 default:
761                         break;
762                 }
763                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
764                 return true;
765         }
766         return false;
767 }
768
769 /*
770  * Check events in order.
771  *
772  */
773 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
774 {
775         preempt_disable();
776         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
777         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
778                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
779                 bool do_softlimit, do_numainfo;
780
781                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
782                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
783 #if MAX_NUMNODES > 1
784                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
785                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
786 #endif
787                 preempt_enable();
788
789                 mem_cgroup_threshold(memcg);
790                 if (unlikely(do_softlimit))
791                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
792 #if MAX_NUMNODES > 1
793                 if (unlikely(do_numainfo))
794                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
795 #endif
796         } else
797                 preempt_enable();
798 }
799
800 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
801 {
802         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
803                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
804                                 css);
805 }
806
807 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
808 {
809         /*
810          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
811          * if it races with swapoff, page migration, etc.
812          * So this can be called with p == NULL.
813          */
814         if (unlikely(!p))
815                 return NULL;
816
817         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
818                                 struct mem_cgroup, css);
819 }
820
821 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
822 {
823         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
824
825         if (!mm)
826                 return NULL;
827         /*
828          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
829          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
830          * pessimistic (rather than adding locks here).
831          */
832         rcu_read_lock();
833         do {
834                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
835                 if (unlikely(!memcg))
836                         break;
837         } while (!css_tryget(&memcg->css));
838         rcu_read_unlock();
839         return memcg;
840 }
841
842 /**
843  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
844  * @root: hierarchy root
845  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
846  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
847  *
848  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
849  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
850  *
851  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
852  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
853  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
854  *
855  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
856  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
857  * reclaimers operating on the same zone and priority.
858  */
859 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
860                                    struct mem_cgroup *prev,
861                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
862 {
863         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
864         int id = 0;
865
866         if (mem_cgroup_disabled())
867                 return NULL;
868
869         if (!root)
870                 root = root_mem_cgroup;
871
872         if (prev && !reclaim)
873                 id = css_id(&prev->css);
874
875         if (prev && prev != root)
876                 css_put(&prev->css);
877
878         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
879                 if (prev)
880                         return NULL;
881                 return root;
882         }
883
884         while (!memcg) {
885                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
886                 struct cgroup_subsys_state *css;
887
888                 if (reclaim) {
889                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
890                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
891                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
892
893                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
894                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
895                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
896                                 return NULL;
897                         id = iter->position;
898                 }
899
900                 rcu_read_lock();
901                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
902                 if (css) {
903                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
904                                 memcg = container_of(css,
905                                                      struct mem_cgroup, css);
906                 } else
907                         id = 0;
908                 rcu_read_unlock();
909
910                 if (reclaim) {
911                         iter->position = id;
912                         if (!css)
913                                 iter->generation++;
914                         else if (!prev && memcg)
915                                 reclaim->generation = iter->generation;
916                 }
917
918                 if (prev && !css)
919                         return NULL;
920         }
921         return memcg;
922 }
923
924 /**
925  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
926  * @root: hierarchy root
927  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
928  */
929 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
930                            struct mem_cgroup *prev)
931 {
932         if (!root)
933                 root = root_mem_cgroup;
934         if (prev && prev != root)
935                 css_put(&prev->css);
936 }
937
938 /*
939  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
940  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
941  * be used for reference counting.
942  */
943 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
944         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
945              iter != NULL;                              \
946              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
947
948 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
949         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
950              iter != NULL;                              \
951              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
952
953 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
954 {
955         return (memcg == root_mem_cgroup);
956 }
957
958 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
959 {
960         struct mem_cgroup *memcg;
961
962         if (!mm)
963                 return;
964
965         rcu_read_lock();
966         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
967         if (unlikely(!memcg))
968                 goto out;
969
970         switch (idx) {
971         case PGFAULT:
972                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
973                 break;
974         case PGMAJFAULT:
975                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
976                 break;
977         default:
978                 BUG();
979         }
980 out:
981         rcu_read_unlock();
982 }
983 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
984
985 /**
986  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
987  * @zone: zone of the wanted lruvec
988  * @mem: memcg of the wanted lruvec
989  *
990  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
991  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
992  * is disabled.
993  */
994 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
995                                       struct mem_cgroup *memcg)
996 {
997         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
998
999         if (mem_cgroup_disabled())
1000                 return &zone->lruvec;
1001
1002         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1003         return &mz->lruvec;
1004 }
1005
1006 /*
1007  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1008  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1009  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1010  *
1011  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1012  * 1. charge
1013  * 2. moving account
1014  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1015  * It is added to LRU before charge.
1016  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1017  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1018  */
1019
1020 /**
1021  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1022  * @zone: zone of the page
1023  * @page: the page
1024  * @lru: current lru
1025  *
1026  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1027  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1028  *
1029  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1030  * the returned lruvec->lists[@lru].
1031  */
1032 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1033                                        enum lru_list lru)
1034 {
1035         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1036         struct mem_cgroup *memcg;
1037         struct page_cgroup *pc;
1038
1039         if (mem_cgroup_disabled())
1040                 return &zone->lruvec;
1041
1042         pc = lookup_page_cgroup(page);
1043         VM_BUG_ON(PageCgroupAcctLRU(pc));
1044         /*
1045          * putback:                             charge:
1046          * SetPageLRU                           SetPageCgroupUsed
1047          * smp_mb                               smp_mb
1048          * PageCgroupUsed && add to memcg LRU   PageLRU && add to memcg LRU
1049          *
1050          * Ensure that one of the two sides adds the page to the memcg
1051          * LRU during a race.
1052          */
1053         smp_mb();
1054         /*
1055          * If the page is uncharged, it may be freed soon, but it
1056          * could also be swap cache (readahead, swapoff) that needs to
1057          * be reclaimable in the future.  root_mem_cgroup will babysit
1058          * it for the time being.
1059          */
1060         if (PageCgroupUsed(pc)) {
1061                 /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1062                 smp_rmb();
1063                 memcg = pc->mem_cgroup;
1064                 SetPageCgroupAcctLRU(pc);
1065         } else
1066                 memcg = root_mem_cgroup;
1067         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1068         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1069         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) += 1 << compound_order(page);
1070         return &mz->lruvec;
1071 }
1072
1073 /**
1074  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1075  * @page: the page
1076  * @lru: target lru
1077  *
1078  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1079  *
1080  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1081  * @page->lru.
1082  */
1083 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1084 {
1085         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1086         struct mem_cgroup *memcg;
1087         struct page_cgroup *pc;
1088
1089         if (mem_cgroup_disabled())
1090                 return;
1091
1092         pc = lookup_page_cgroup(page);
1093         /*
1094          * root_mem_cgroup babysits uncharged LRU pages, but
1095          * PageCgroupUsed is cleared when the page is about to get
1096          * freed.  PageCgroupAcctLRU remembers whether the
1097          * LRU-accounting happened against pc->mem_cgroup or
1098          * root_mem_cgroup.
1099          */
1100         if (TestClearPageCgroupAcctLRU(pc)) {
1101                 VM_BUG_ON(!pc->mem_cgroup);
1102                 memcg = pc->mem_cgroup;
1103         } else
1104                 memcg = root_mem_cgroup;
1105         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1106         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1107         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1 << compound_order(page);
1108 }
1109
1110 void mem_cgroup_lru_del(struct page *page)
1111 {
1112         mem_cgroup_lru_del_list(page, page_lru(page));
1113 }
1114
1115 /**
1116  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1117  * @zone: zone of the page
1118  * @page: the page
1119  * @from: current lru
1120  * @to: target lru
1121  *
1122  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1123  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1124  * @page is charged to.
1125  *
1126  * The callsite is then responsible for physically relinking
1127  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1128  */
1129 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1130                                          struct page *page,
1131                                          enum lru_list from,
1132                                          enum lru_list to)
1133 {
1134         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1135         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1136         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1137 }
1138
1139 /*
1140  * At handling SwapCache and other FUSE stuff, pc->mem_cgroup may be changed
1141  * while it's linked to lru because the page may be reused after it's fully
1142  * uncharged. To handle that, unlink page_cgroup from LRU when charge it again.
1143  * It's done under lock_page and expected that zone->lru_lock isnever held.
1144  */
1145 static void mem_cgroup_lru_del_before_commit(struct page *page)
1146 {
1147         enum lru_list lru;
1148         unsigned long flags;
1149         struct zone *zone = page_zone(page);
1150         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1151
1152         /*
1153          * Doing this check without taking ->lru_lock seems wrong but this
1154          * is safe. Because if page_cgroup's USED bit is unset, the page
1155          * will not be added to any memcg's LRU. If page_cgroup's USED bit is
1156          * set, the commit after this will fail, anyway.
1157          * This all charge/uncharge is done under some mutual execustion.
1158          * So, we don't need to taking care of changes in USED bit.
1159          */
1160         if (likely(!PageLRU(page)))
1161                 return;
1162
1163         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1164         lru = page_lru(page);
1165         /*
1166          * The uncharged page could still be registered to the LRU of
1167          * the stale pc->mem_cgroup.
1168          *
1169          * As pc->mem_cgroup is about to get overwritten, the old LRU
1170          * accounting needs to be taken care of.  Let root_mem_cgroup
1171          * babysit the page until the new memcg is responsible for it.
1172          *
1173          * The PCG_USED bit is guarded by lock_page() as the page is
1174          * swapcache/pagecache.
1175          */
1176         if (PageLRU(page) && PageCgroupAcctLRU(pc) && !PageCgroupUsed(pc)) {
1177                 del_page_from_lru_list(zone, page, lru);
1178                 add_page_to_lru_list(zone, page, lru);
1179         }
1180         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1181 }
1182
1183 static void mem_cgroup_lru_add_after_commit(struct page *page)
1184 {
1185         enum lru_list lru;
1186         unsigned long flags;
1187         struct zone *zone = page_zone(page);
1188         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1189         /*
1190          * putback:                             charge:
1191          * SetPageLRU                           SetPageCgroupUsed
1192          * smp_mb                               smp_mb
1193          * PageCgroupUsed && add to memcg LRU   PageLRU && add to memcg LRU
1194          *
1195          * Ensure that one of the two sides adds the page to the memcg
1196          * LRU during a race.
1197          */
1198         smp_mb();
1199         /* taking care of that the page is added to LRU while we commit it */
1200         if (likely(!PageLRU(page)))
1201                 return;
1202         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1203         lru = page_lru(page);
1204         /*
1205          * If the page is not on the LRU, someone will soon put it
1206          * there.  If it is, and also already accounted for on the
1207          * memcg-side, it must be on the right lruvec as setting
1208          * pc->mem_cgroup and PageCgroupUsed is properly ordered.
1209          * Otherwise, root_mem_cgroup has been babysitting the page
1210          * during the charge.  Move it to the new memcg now.
1211          */
1212         if (PageLRU(page) && !PageCgroupAcctLRU(pc)) {
1213                 del_page_from_lru_list(zone, page, lru);
1214                 add_page_to_lru_list(zone, page, lru);
1215         }
1216         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1217 }
1218
1219 /*
1220  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1221  * hierarchy subtree
1222  */
1223 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1224                 struct mem_cgroup *memcg)
1225 {
1226         if (root_memcg != memcg) {
1227                 return (root_memcg->use_hierarchy &&
1228                         css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css));
1229         }
1230
1231         return true;
1232 }
1233
1234 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1235 {
1236         int ret;
1237         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1238         struct task_struct *p;
1239
1240         p = find_lock_task_mm(task);
1241         if (!p)
1242                 return 0;
1243         curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1244         task_unlock(p);
1245         if (!curr)
1246                 return 0;
1247         /*
1248          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1249          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1250          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1251          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1252          */
1253         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1254         css_put(&curr->css);
1255         return ret;
1256 }
1257
1258 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1259 {
1260         unsigned long inactive_ratio;
1261         int nid = zone_to_nid(zone);
1262         int zid = zone_idx(zone);
1263         unsigned long inactive;
1264         unsigned long active;
1265         unsigned long gb;
1266
1267         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1268                                                 BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1269         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1270                                               BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1271
1272         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1273         if (gb)
1274                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1275         else
1276                 inactive_ratio = 1;
1277
1278         return inactive * inactive_ratio < active;
1279 }
1280
1281 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1282 {
1283         unsigned long active;
1284         unsigned long inactive;
1285         int zid = zone_idx(zone);
1286         int nid = zone_to_nid(zone);
1287
1288         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1289                                                 BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1290         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1291                                               BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1292
1293         return (active > inactive);
1294 }
1295
1296 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1297                                                       struct zone *zone)
1298 {
1299         int nid = zone_to_nid(zone);
1300         int zid = zone_idx(zone);
1301         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1302
1303         return &mz->reclaim_stat;
1304 }
1305
1306 struct zone_reclaim_stat *
1307 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1308 {
1309         struct page_cgroup *pc;
1310         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1311
1312         if (mem_cgroup_disabled())
1313                 return NULL;
1314
1315         pc = lookup_page_cgroup(page);
1316         if (!PageCgroupUsed(pc))
1317                 return NULL;
1318         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1319         smp_rmb();
1320         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1321         return &mz->reclaim_stat;
1322 }
1323
1324 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1325         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1326
1327 /**
1328  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1329  * @mem: the memory cgroup
1330  *
1331  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1332  * pages.
1333  */
1334 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1335 {
1336         unsigned long long margin;
1337
1338         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1339         if (do_swap_account)
1340                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1341         return margin >> PAGE_SHIFT;
1342 }
1343
1344 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1345 {
1346         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1347
1348         /* root ? */
1349         if (cgrp->parent == NULL)
1350                 return vm_swappiness;
1351
1352         return memcg->swappiness;
1353 }
1354
1355 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1356 {
1357         int cpu;
1358
1359         get_online_cpus();
1360         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
1361         for_each_online_cpu(cpu)
1362                 per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) += 1;
1363         memcg->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] += 1;
1364         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
1365         put_online_cpus();
1366
1367         synchronize_rcu();
1368 }
1369
1370 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1371 {
1372         int cpu;
1373
1374         if (!memcg)
1375                 return;
1376         get_online_cpus();
1377         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
1378         for_each_online_cpu(cpu)
1379                 per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) -= 1;
1380         memcg->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] -= 1;
1381         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
1382         put_online_cpus();
1383 }
1384 /*
1385  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1386  *
1387  * mem_cgroup_stealed() - checking a cgroup is mc.from or not. This is used
1388  *                        for avoiding race in accounting. If true,
1389  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1390  *
1391  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1392  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1393  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1394  */
1395
1396 static bool mem_cgroup_stealed(struct mem_cgroup *memcg)
1397 {
1398         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1399         return this_cpu_read(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE]) > 0;
1400 }
1401
1402 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1403 {
1404         struct mem_cgroup *from;
1405         struct mem_cgroup *to;
1406         bool ret = false;
1407         /*
1408          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1409          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1410          */
1411         spin_lock(&mc.lock);
1412         from = mc.from;
1413         to = mc.to;
1414         if (!from)
1415                 goto unlock;
1416
1417         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1418                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1419 unlock:
1420         spin_unlock(&mc.lock);
1421         return ret;
1422 }
1423
1424 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1425 {
1426         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1427                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1428                         DEFINE_WAIT(wait);
1429                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1430                         /* moving charge context might have finished. */
1431                         if (mc.moving_task)
1432                                 schedule();
1433                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1434                         return true;
1435                 }
1436         }
1437         return false;
1438 }
1439
1440 /**
1441  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1442  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1443  * @p: Task that is going to be killed
1444  *
1445  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1446  * enabled
1447  */
1448 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1449 {
1450         struct cgroup *task_cgrp;
1451         struct cgroup *mem_cgrp;
1452         /*
1453          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1454          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1455          * If this assumption is broken, revisit this code.
1456          */
1457         static char memcg_name[PATH_MAX];
1458         int ret;
1459
1460         if (!memcg || !p)
1461                 return;
1462
1463
1464         rcu_read_lock();
1465
1466         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1467         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1468
1469         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1470         if (ret < 0) {
1471                 /*
1472                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1473                  * But we'll still print out the usage information
1474                  */
1475                 rcu_read_unlock();
1476                 goto done;
1477         }
1478         rcu_read_unlock();
1479
1480         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1481
1482         rcu_read_lock();
1483         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1484         if (ret < 0) {
1485                 rcu_read_unlock();
1486                 goto done;
1487         }
1488         rcu_read_unlock();
1489
1490         /*
1491          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1492          */
1493         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1494 done:
1495
1496         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1497                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1498                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1499                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1500         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1501                 "failcnt %llu\n",
1502                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1503                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1504                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1505 }
1506
1507 /*
1508  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1509  * 1(self count) if no children.
1510  */
1511 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1512 {
1513         int num = 0;
1514         struct mem_cgroup *iter;
1515
1516         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1517                 num++;
1518         return num;
1519 }
1520
1521 /*
1522  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1523  */
1524 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1525 {
1526         u64 limit;
1527         u64 memsw;
1528
1529         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1530         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1531
1532         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1533         /*
1534          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1535          * to this memcg, return that limit.
1536          */
1537         return min(limit, memsw);
1538 }
1539
1540 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1541                                         gfp_t gfp_mask,
1542                                         unsigned long flags)
1543 {
1544         unsigned long total = 0;
1545         bool noswap = false;
1546         int loop;
1547
1548         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1549                 noswap = true;
1550         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1551                 noswap = true;
1552
1553         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1554                 if (loop)
1555                         drain_all_stock_async(memcg);
1556                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1557                 /*
1558                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1559                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1560                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1561                  */
1562                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1563                         break;
1564                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1565                         break;
1566                 /*
1567                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1568                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1569                  */
1570                 if (loop && !total)
1571                         break;
1572         }
1573         return total;
1574 }
1575
1576 /**
1577  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1578  * @mem: the target memcg
1579  * @nid: the node ID to be checked.
1580  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1581  *
1582  * This function returns whether the specified memcg contains any
1583  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1584  * pages in the node.
1585  */
1586 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1587                 int nid, bool noswap)
1588 {
1589         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1590                 return true;
1591         if (noswap || !total_swap_pages)
1592                 return false;
1593         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1594                 return true;
1595         return false;
1596
1597 }
1598 #if MAX_NUMNODES > 1
1599
1600 /*
1601  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1602  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1603  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1604  *
1605  */
1606 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1607 {
1608         int nid;
1609         /*
1610          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1611          * pagein/pageout changes since the last update.
1612          */
1613         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1614                 return;
1615         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1616                 return;
1617
1618         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1619         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1620
1621         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1622
1623                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1624                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1625         }
1626
1627         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1628         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1633  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1634  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1635  *
1636  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1637  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1638  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1639  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1640  *
1641  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1642  */
1643 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1644 {
1645         int node;
1646
1647         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1648         node = memcg->last_scanned_node;
1649
1650         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1651         if (node == MAX_NUMNODES)
1652                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1653         /*
1654          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1655          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1656          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1657          * we use curret node.
1658          */
1659         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1660                 node = numa_node_id();
1661
1662         memcg->last_scanned_node = node;
1663         return node;
1664 }
1665
1666 /*
1667  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1668  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1669  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1670  * enough new information. We need to do double check.
1671  */
1672 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1673 {
1674         int nid;
1675
1676         /*
1677          * quick check...making use of scan_node.
1678          * We can skip unused nodes.
1679          */
1680         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1681                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1682                      nid < MAX_NUMNODES;
1683                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1684
1685                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1686                                 return true;
1687                 }
1688         }
1689         /*
1690          * Check rest of nodes.
1691          */
1692         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1693                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1694                         continue;
1695                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1696                         return true;
1697         }
1698         return false;
1699 }
1700
1701 #else
1702 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1703 {
1704         return 0;
1705 }
1706
1707 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1708 {
1709         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1710 }
1711 #endif
1712
1713 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1714                                    struct zone *zone,
1715                                    gfp_t gfp_mask,
1716                                    unsigned long *total_scanned)
1717 {
1718         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1719         int total = 0;
1720         int loop = 0;
1721         unsigned long excess;
1722         unsigned long nr_scanned;
1723         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1724                 .zone = zone,
1725                 .priority = 0,
1726         };
1727
1728         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1729
1730         while (1) {
1731                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1732                 if (!victim) {
1733                         loop++;
1734                         if (loop >= 2) {
1735                                 /*
1736                                  * If we have not been able to reclaim
1737                                  * anything, it might because there are
1738                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1739                                  */
1740                                 if (!total)
1741                                         break;
1742                                 /*
1743                                  * We want to do more targeted reclaim.
1744                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1745                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1746                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1747                                  */
1748                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1749                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1750                                         break;
1751                         }
1752                         continue;
1753                 }
1754                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1755                         continue;
1756                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1757                                                      zone, &nr_scanned);
1758                 *total_scanned += nr_scanned;
1759                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1760                         break;
1761         }
1762         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1763         return total;
1764 }
1765
1766 /*
1767  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1768  * If someone is running, return false.
1769  * Has to be called with memcg_oom_lock
1770  */
1771 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1772 {
1773         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1774
1775         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1776                 if (iter->oom_lock) {
1777                         /*
1778                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1779                          * so we cannot give a lock.
1780                          */
1781                         failed = iter;
1782                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1783                         break;
1784                 } else
1785                         iter->oom_lock = true;
1786         }
1787
1788         if (!failed)
1789                 return true;
1790
1791         /*
1792          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1793          * what we set up to the failing subtree
1794          */
1795         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1796                 if (iter == failed) {
1797                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1798                         break;
1799                 }
1800                 iter->oom_lock = false;
1801         }
1802         return false;
1803 }
1804
1805 /*
1806  * Has to be called with memcg_oom_lock
1807  */
1808 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1809 {
1810         struct mem_cgroup *iter;
1811
1812         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1813                 iter->oom_lock = false;
1814         return 0;
1815 }
1816
1817 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1818 {
1819         struct mem_cgroup *iter;
1820
1821         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1822                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1823 }
1824
1825 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1826 {
1827         struct mem_cgroup *iter;
1828
1829         /*
1830          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1831          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1832          * atomic_add_unless() here.
1833          */
1834         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1835                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1836 }
1837
1838 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1839 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1840
1841 struct oom_wait_info {
1842         struct mem_cgroup *mem;
1843         wait_queue_t    wait;
1844 };
1845
1846 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1847         unsigned mode, int sync, void *arg)
1848 {
1849         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg,
1850                           *oom_wait_memcg;
1851         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1852
1853         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1854         oom_wait_memcg = oom_wait_info->mem;
1855
1856         /*
1857          * Both of oom_wait_info->mem and wake_mem are stable under us.
1858          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1859          */
1860         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1861                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1862                 return 0;
1863         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1864 }
1865
1866 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1867 {
1868         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1869         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1870 }
1871
1872 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1873 {
1874         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1875                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1876 }
1877
1878 /*
1879  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1880  */
1881 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask)
1882 {
1883         struct oom_wait_info owait;
1884         bool locked, need_to_kill;
1885
1886         owait.mem = memcg;
1887         owait.wait.flags = 0;
1888         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1889         owait.wait.private = current;
1890         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1891         need_to_kill = true;
1892         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1893
1894         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1895         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1896         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1897         /*
1898          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1899          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1900          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1901          */
1902         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1903         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1904                 need_to_kill = false;
1905         if (locked)
1906                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1907         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1908
1909         if (need_to_kill) {
1910                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1911                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask);
1912         } else {
1913                 schedule();
1914                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1915         }
1916         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1917         if (locked)
1918                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1919         memcg_wakeup_oom(memcg);
1920         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1921
1922         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1923
1924         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1925                 return false;
1926         /* Give chance to dying process */
1927         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1928         return true;
1929 }
1930
1931 /*
1932  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1933  * generalized to update other statistics as well.
1934  *
1935  * Notes: Race condition
1936  *
1937  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1938  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1939  * to do so _always_.
1940  *
1941  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1942  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1943  * are no race with "charge".
1944  *
1945  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1946  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1947  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1948  * by flags.
1949  *
1950  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1951  * small, we check MEM_CGROUP_ON_MOVE percpu value and detect there are
1952  * possibility of race condition. If there is, we take a lock.
1953  */
1954
1955 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1956                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1957 {
1958         struct mem_cgroup *memcg;
1959         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1960         bool need_unlock = false;
1961         unsigned long uninitialized_var(flags);
1962
1963         if (mem_cgroup_disabled())
1964                 return;
1965
1966         rcu_read_lock();
1967         memcg = pc->mem_cgroup;
1968         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1969                 goto out;
1970         /* pc->mem_cgroup is unstable ? */
1971         if (unlikely(mem_cgroup_stealed(memcg)) || PageTransHuge(page)) {
1972                 /* take a lock against to access pc->mem_cgroup */
1973                 move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
1974                 need_unlock = true;
1975                 memcg = pc->mem_cgroup;
1976                 if (!memcg || !PageCgroupUsed(pc))
1977                         goto out;
1978         }
1979
1980         switch (idx) {
1981         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1982                 if (val > 0)
1983                         SetPageCgroupFileMapped(pc);
1984                 else if (!page_mapped(page))
1985                         ClearPageCgroupFileMapped(pc);
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 out:
1995         if (unlikely(need_unlock))
1996                 move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
1997         rcu_read_unlock();
1998         return;
1999 }
2000 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_update_page_stat);
2001
2002 /*
2003  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2004  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2005  */
2006 #define CHARGE_BATCH    32U
2007 struct memcg_stock_pcp {
2008         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2009         unsigned int nr_pages;
2010         struct work_struct work;
2011         unsigned long flags;
2012 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
2013 };
2014 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2015 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2016
2017 /*
2018  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2019  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2020  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2021  * refilled.
2022  */
2023 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2024 {
2025         struct memcg_stock_pcp *stock;
2026         bool ret = true;
2027
2028         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2029         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2030                 stock->nr_pages--;
2031         else /* need to call res_counter_charge */
2032                 ret = false;
2033         put_cpu_var(memcg_stock);
2034         return ret;
2035 }
2036
2037 /*
2038  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2039  */
2040 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2041 {
2042         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2043
2044         if (stock->nr_pages) {
2045                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2046
2047                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2048                 if (do_swap_account)
2049                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2050                 stock->nr_pages = 0;
2051         }
2052         stock->cached = NULL;
2053 }
2054
2055 /*
2056  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2057  * a thread which is pinned to local cpu.
2058  */
2059 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2060 {
2061         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2062         drain_stock(stock);
2063         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2064 }
2065
2066 /*
2067  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2068  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2069  */
2070 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2071 {
2072         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2073
2074         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2075                 drain_stock(stock);
2076                 stock->cached = memcg;
2077         }
2078         stock->nr_pages += nr_pages;
2079         put_cpu_var(memcg_stock);
2080 }
2081
2082 /*
2083  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2084  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2085  * until the work is done.
2086  */
2087 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2088 {
2089         int cpu, curcpu;
2090
2091         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2092         get_online_cpus();
2093         curcpu = get_cpu();
2094         for_each_online_cpu(cpu) {
2095                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2096                 struct mem_cgroup *memcg;
2097
2098                 memcg = stock->cached;
2099                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2100                         continue;
2101                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2102                         continue;
2103                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2104                         if (cpu == curcpu)
2105                                 drain_local_stock(&stock->work);
2106                         else
2107                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2108                 }
2109         }
2110         put_cpu();
2111
2112         if (!sync)
2113                 goto out;
2114
2115         for_each_online_cpu(cpu) {
2116                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2117                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2118                         flush_work(&stock->work);
2119         }
2120 out:
2121         put_online_cpus();
2122 }
2123
2124 /*
2125  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2126  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2127  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2128  * it.
2129  */
2130 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2131 {
2132         /*
2133          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2134          */
2135         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2136                 return;
2137         drain_all_stock(root_memcg, false);
2138         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2139 }
2140
2141 /* This is a synchronous drain interface. */
2142 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2143 {
2144         /* called when force_empty is called */
2145         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2146         drain_all_stock(root_memcg, true);
2147         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2148 }
2149
2150 /*
2151  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2152  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2153  */
2154 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2155 {
2156         int i;
2157
2158         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2159         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2160                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2161
2162                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2163                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2164         }
2165         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2166                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2167
2168                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2169                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2170         }
2171         /* need to clear ON_MOVE value, works as a kind of lock. */
2172         per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) = 0;
2173         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2174 }
2175
2176 static void synchronize_mem_cgroup_on_move(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2177 {
2178         int idx = MEM_CGROUP_ON_MOVE;
2179
2180         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2181         per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu) = memcg->nocpu_base.count[idx];
2182         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2183 }
2184
2185 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2186                                         unsigned long action,
2187                                         void *hcpu)
2188 {
2189         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2190         struct memcg_stock_pcp *stock;
2191         struct mem_cgroup *iter;
2192
2193         if ((action == CPU_ONLINE)) {
2194                 for_each_mem_cgroup(iter)
2195                         synchronize_mem_cgroup_on_move(iter, cpu);
2196                 return NOTIFY_OK;
2197         }
2198
2199         if ((action != CPU_DEAD) || action != CPU_DEAD_FROZEN)
2200                 return NOTIFY_OK;
2201
2202         for_each_mem_cgroup(iter)
2203                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2204
2205         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2206         drain_stock(stock);
2207         return NOTIFY_OK;
2208 }
2209
2210
2211 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2212 enum {
2213         CHARGE_OK,              /* success */
2214         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2215         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2216         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2217         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2218 };
2219
2220 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2221                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2222 {
2223         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2224         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2225         struct res_counter *fail_res;
2226         unsigned long flags = 0;
2227         int ret;
2228
2229         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2230
2231         if (likely(!ret)) {
2232                 if (!do_swap_account)
2233                         return CHARGE_OK;
2234                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2235                 if (likely(!ret))
2236                         return CHARGE_OK;
2237
2238                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2239                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2240                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2241         } else
2242                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2243         /*
2244          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2245          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2246          *
2247          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2248          * single page instead.
2249          */
2250         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2251                 return CHARGE_RETRY;
2252
2253         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2254                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2255
2256         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2257         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2258                 return CHARGE_RETRY;
2259         /*
2260          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2261          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2262          * before killing the task.
2263          *
2264          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2265          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2266          * to regular pages anyway in case of failure.
2267          */
2268         if (nr_pages == 1 && ret)
2269                 return CHARGE_RETRY;
2270
2271         /*
2272          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2273          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2274          */
2275         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2276                 return CHARGE_RETRY;
2277
2278         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2279         if (!oom_check)
2280                 return CHARGE_NOMEM;
2281         /* check OOM */
2282         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask))
2283                 return CHARGE_OOM_DIE;
2284
2285         return CHARGE_RETRY;
2286 }
2287
2288 /*
2289  * Unlike exported interface, "oom" parameter is added. if oom==true,
2290  * oom-killer can be invoked.
2291  */
2292 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2293                                    gfp_t gfp_mask,
2294                                    unsigned int nr_pages,
2295                                    struct mem_cgroup **ptr,
2296                                    bool oom)
2297 {
2298         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2299         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2300         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2301         int ret;
2302
2303         /*
2304          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2305          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2306          * MEMDIE process.
2307          */
2308         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2309                      || fatal_signal_pending(current)))
2310                 goto bypass;
2311
2312         /*
2313          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2314          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2315          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2316          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2317          */
2318         if (!*ptr && !mm)
2319                 goto bypass;
2320 again:
2321         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2322                 memcg = *ptr;
2323                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2324                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2325                         goto done;
2326                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2327                         goto done;
2328                 css_get(&memcg->css);
2329         } else {
2330                 struct task_struct *p;
2331
2332                 rcu_read_lock();
2333                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2334                 /*
2335                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2336                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2337                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2338                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2339                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2340                  * small race, here.
2341                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2342                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2343                  */
2344                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2345                 if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2346                         rcu_read_unlock();
2347                         goto done;
2348                 }
2349                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2350                         /*
2351                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2352                          * But considering how consume_stok works, it's not
2353                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2354                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2355                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2356                          * calling consume_stock().
2357                          */
2358                         rcu_read_unlock();
2359                         goto done;
2360                 }
2361                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2362                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2363                         rcu_read_unlock();
2364                         goto again;
2365                 }
2366                 rcu_read_unlock();
2367         }
2368
2369         do {
2370                 bool oom_check;
2371
2372                 /* If killed, bypass charge */
2373                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2374                         css_put(&memcg->css);
2375                         goto bypass;
2376                 }
2377
2378                 oom_check = false;
2379                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2380                         oom_check = true;
2381                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2382                 }
2383
2384                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2385                 switch (ret) {
2386                 case CHARGE_OK:
2387                         break;
2388                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2389                         batch = nr_pages;
2390                         css_put(&memcg->css);
2391                         memcg = NULL;
2392                         goto again;
2393                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2394                         css_put(&memcg->css);
2395                         goto nomem;
2396                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2397                         if (!oom) {
2398                                 css_put(&memcg->css);
2399                                 goto nomem;
2400                         }
2401                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2402                         nr_oom_retries--;
2403                         break;
2404                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2405                         css_put(&memcg->css);
2406                         goto bypass;
2407                 }
2408         } while (ret != CHARGE_OK);
2409
2410         if (batch > nr_pages)
2411                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2412         css_put(&memcg->css);
2413 done:
2414         *ptr = memcg;
2415         return 0;
2416 nomem:
2417         *ptr = NULL;
2418         return -ENOMEM;
2419 bypass:
2420         *ptr = NULL;
2421         return 0;
2422 }
2423
2424 /*
2425  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2426  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2427  * gotten by try_charge().
2428  */
2429 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2430                                        unsigned int nr_pages)
2431 {
2432         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2433                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2434
2435                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2436                 if (do_swap_account)
2437                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2438         }
2439 }
2440
2441 /*
2442  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2443  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2444  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2445  * memcg.)
2446  */
2447 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2448 {
2449         struct cgroup_subsys_state *css;
2450
2451         /* ID 0 is unused ID */
2452         if (!id)
2453                 return NULL;
2454         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2455         if (!css)
2456                 return NULL;
2457         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2458 }
2459
2460 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2461 {
2462         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2463         struct page_cgroup *pc;
2464         unsigned short id;
2465         swp_entry_t ent;
2466
2467         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2468
2469         pc = lookup_page_cgroup(page);
2470         lock_page_cgroup(pc);
2471         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2472                 memcg = pc->mem_cgroup;
2473                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2474                         memcg = NULL;
2475         } else if (PageSwapCache(page)) {
2476                 ent.val = page_private(page);
2477                 id = lookup_swap_cgroup(ent);
2478                 rcu_read_lock();
2479                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2480                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2481                         memcg = NULL;
2482                 rcu_read_unlock();
2483         }
2484         unlock_page_cgroup(pc);
2485         return memcg;
2486 }
2487
2488 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2489                                        struct page *page,
2490                                        unsigned int nr_pages,
2491                                        struct page_cgroup *pc,
2492                                        enum charge_type ctype)
2493 {
2494         lock_page_cgroup(pc);
2495         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2496                 unlock_page_cgroup(pc);
2497                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2498                 return;
2499         }
2500         /*
2501          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2502          * accessed by any other context at this point.
2503          */
2504         pc->mem_cgroup = memcg;
2505         /*
2506          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2507          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2508          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2509          * before USED bit, we need memory barrier here.
2510          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2511          */
2512         smp_wmb();
2513         switch (ctype) {
2514         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE:
2515         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM:
2516                 SetPageCgroupCache(pc);
2517                 SetPageCgroupUsed(pc);
2518                 break;
2519         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2520                 ClearPageCgroupCache(pc);
2521                 SetPageCgroupUsed(pc);
2522                 break;
2523         default:
2524                 break;
2525         }
2526
2527         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2528         unlock_page_cgroup(pc);
2529         /*
2530          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2531          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2532          * if they exceeds softlimit.
2533          */
2534         memcg_check_events(memcg, page);
2535 }
2536
2537 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2538
2539 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MOVE_LOCK) |\
2540                         (1 << PCG_ACCT_LRU) | (1 << PCG_MIGRATION))
2541 /*
2542  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2543  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2544  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2545  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2546  */
2547 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2548 {
2549         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2550         struct page_cgroup *pc;
2551         int i;
2552
2553         if (mem_cgroup_disabled())
2554                 return;
2555         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2556                 pc = head_pc + i;
2557                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2558                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2559                 /*
2560                  * LRU flags cannot be copied because we need to add tail
2561                  * page to LRU by generic call and our hooks will be called.
2562                  */
2563                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2564         }
2565
2566         if (PageCgroupAcctLRU(head_pc)) {
2567                 enum lru_list lru;
2568                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
2569                 /*
2570                  * We hold lru_lock, then, reduce counter directly.
2571                  */
2572                 lru = page_lru(head);
2573                 mz = page_cgroup_zoneinfo(head_pc->mem_cgroup, head);
2574                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= HPAGE_PMD_NR - 1;
2575         }
2576 }
2577 #endif
2578
2579 /**
2580  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2581  * @page: the page
2582  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2583  * @pc: page_cgroup of the page.
2584  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2585  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2586  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2587  *
2588  * The caller must confirm following.
2589  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2590  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2591  *
2592  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2593  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2594  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2595  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2596  */
2597 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2598                                    unsigned int nr_pages,
2599                                    struct page_cgroup *pc,
2600                                    struct mem_cgroup *from,
2601                                    struct mem_cgroup *to,
2602                                    bool uncharge)
2603 {
2604         unsigned long flags;
2605         int ret;
2606
2607         VM_BUG_ON(from == to);
2608         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2609         /*
2610          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2611          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2612          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2613          * hold it.
2614          */
2615         ret = -EBUSY;
2616         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2617                 goto out;
2618
2619         lock_page_cgroup(pc);
2620
2621         ret = -EINVAL;
2622         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2623                 goto unlock;
2624
2625         move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
2626
2627         if (PageCgroupFileMapped(pc)) {
2628                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2629                 preempt_disable();
2630                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2631                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2632                 preempt_enable();
2633         }
2634         mem_cgroup_charge_statistics(from, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2635         if (uncharge)
2636                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2637                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2638
2639         /* caller should have done css_get */
2640         pc->mem_cgroup = to;
2641         mem_cgroup_charge_statistics(to, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2642         /*
2643          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2644          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2645          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2646          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2647          * status here.
2648          */
2649         move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2650         ret = 0;
2651 unlock:
2652         unlock_page_cgroup(pc);
2653         /*
2654          * check events
2655          */
2656         memcg_check_events(to, page);
2657         memcg_check_events(from, page);
2658 out:
2659         return ret;
2660 }
2661
2662 /*
2663  * move charges to its parent.
2664  */
2665
2666 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2667                                   struct page_cgroup *pc,
2668                                   struct mem_cgroup *child,
2669                                   gfp_t gfp_mask)
2670 {
2671         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2672         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2673         struct mem_cgroup *parent;
2674         unsigned int nr_pages;
2675         unsigned long uninitialized_var(flags);
2676         int ret;
2677
2678         /* Is ROOT ? */
2679         if (!pcg)
2680                 return -EINVAL;
2681
2682         ret = -EBUSY;
2683         if (!get_page_unless_zero(page))
2684                 goto out;
2685         if (isolate_lru_page(page))
2686                 goto put;
2687
2688         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2689
2690         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2691         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2692         if (ret || !parent)
2693                 goto put_back;
2694
2695         if (nr_pages > 1)
2696                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2697
2698         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2699         if (ret)
2700                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2701
2702         if (nr_pages > 1)
2703                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2704 put_back:
2705         putback_lru_page(page);
2706 put:
2707         put_page(page);
2708 out:
2709         return ret;
2710 }
2711
2712 /*
2713  * Charge the memory controller for page usage.
2714  * Return
2715  * 0 if the charge was successful
2716  * < 0 if the cgroup is over its limit
2717  */
2718 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2719                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2720 {
2721         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2722         unsigned int nr_pages = 1;
2723         struct page_cgroup *pc;
2724         bool oom = true;
2725         int ret;
2726
2727         if (PageTransHuge(page)) {
2728                 nr_pages <<= compound_order(page);
2729                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2730                 /*
2731                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2732                  * fault handler will fall back to regular pages.
2733                  */
2734                 oom = false;
2735         }
2736
2737         pc = lookup_page_cgroup(page);
2738         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2739         if (ret || !memcg)
2740                 return ret;
2741
2742         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, pc, ctype);
2743         return 0;
2744 }
2745
2746 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2747                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2748 {
2749         if (mem_cgroup_disabled())
2750                 return 0;
2751         /*
2752          * If already mapped, we don't have to account.
2753          * If page cache, page->mapping has address_space.
2754          * But page->mapping may have out-of-use anon_vma pointer,
2755          * detecit it by PageAnon() check. newly-mapped-anon's page->mapping
2756          * is NULL.
2757          */
2758         if (page_mapped(page) || (page->mapping && !PageAnon(page)))
2759                 return 0;
2760         if (unlikely(!mm))
2761                 mm = &init_mm;
2762         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2763                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2764 }
2765
2766 static void
2767 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2768                                         enum charge_type ctype);
2769
2770 static void
2771 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2772                                         enum charge_type ctype)
2773 {
2774         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2775         /*
2776          * In some case, SwapCache, FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2777          * is already on LRU. It means the page may on some other page_cgroup's
2778          * LRU. Take care of it.
2779          */
2780         mem_cgroup_lru_del_before_commit(page);
2781         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, pc, ctype);
2782         mem_cgroup_lru_add_after_commit(page);
2783         return;
2784 }
2785
2786 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2787                                 gfp_t gfp_mask)
2788 {
2789         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2790         int ret;
2791
2792         if (mem_cgroup_disabled())
2793                 return 0;
2794         if (PageCompound(page))
2795                 return 0;
2796
2797         if (unlikely(!mm))
2798                 mm = &init_mm;
2799
2800         if (page_is_file_cache(page)) {
2801                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, &memcg, true);
2802                 if (ret || !memcg)
2803                         return ret;
2804
2805                 /*
2806                  * FUSE reuses pages without going through the final
2807                  * put that would remove them from the LRU list, make
2808                  * sure that they get relinked properly.
2809                  */
2810                 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, memcg,
2811                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
2812                 return ret;
2813         }
2814         /* shmem */
2815         if (PageSwapCache(page)) {
2816                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2817                 if (!ret)
2818                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2819                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2820         } else
2821                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2822                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2823
2824         return ret;
2825 }
2826
2827 /*
2828  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2829  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2830  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2831  * "commit()" or removed by "cancel()"
2832  */
2833 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2834                                  struct page *page,
2835                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2836 {
2837         struct mem_cgroup *memcg;
2838         int ret;
2839
2840         *memcgp = NULL;
2841
2842         if (mem_cgroup_disabled())
2843                 return 0;
2844
2845         if (!do_swap_account)
2846                 goto charge_cur_mm;
2847         /*
2848          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2849          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2850          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2851          * KSM case which does need to charge the page.
2852          */
2853         if (!PageSwapCache(page))
2854                 goto charge_cur_mm;
2855         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2856         if (!memcg)
2857                 goto charge_cur_mm;
2858         *memcgp = memcg;
2859         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2860         css_put(&memcg->css);
2861         return ret;
2862 charge_cur_mm:
2863         if (unlikely(!mm))
2864                 mm = &init_mm;
2865         return __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2866 }
2867
2868 static void
2869 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2870                                         enum charge_type ctype)
2871 {
2872         if (mem_cgroup_disabled())
2873                 return;
2874         if (!memcg)
2875                 return;
2876         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2877
2878         __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, memcg, ctype);
2879         /*
2880          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2881          * counted both as mem and swap....double count.
2882          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2883          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2884          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2885          */
2886         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2887                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2888                 struct mem_cgroup *swap_memcg;
2889                 unsigned short id;
2890
2891                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2892                 rcu_read_lock();
2893                 swap_memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2894                 if (swap_memcg) {
2895                         /*
2896                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2897                          * calling css_tryget
2898                          */
2899                         if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
2900                                 res_counter_uncharge(&swap_memcg->memsw,
2901                                                      PAGE_SIZE);
2902                         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, false);
2903                         mem_cgroup_put(swap_memcg);
2904                 }
2905                 rcu_read_unlock();
2906         }
2907         /*
2908          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2909          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2910          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2911          */
2912         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2913 }
2914
2915 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2916                                      struct mem_cgroup *memcg)
2917 {
2918         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2919                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2920 }
2921
2922 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2923 {
2924         if (mem_cgroup_disabled())
2925                 return;
2926         if (!memcg)
2927                 return;
2928         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2929 }
2930
2931 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2932                                    unsigned int nr_pages,
2933                                    const enum charge_type ctype)
2934 {
2935         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2936         bool uncharge_memsw = true;
2937
2938         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2939         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2940                 uncharge_memsw = false;
2941
2942         batch = &current->memcg_batch;
2943         /*
2944          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2945          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2946          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2947          */
2948         if (!batch->memcg)
2949                 batch->memcg = memcg;
2950         /*
2951          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2952          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2953          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2954          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2955          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2956          */
2957
2958         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2959                 goto direct_uncharge;
2960
2961         if (nr_pages > 1)
2962                 goto direct_uncharge;
2963
2964         /*
2965          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2966          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2967          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2968          */
2969         if (batch->memcg != memcg)
2970                 goto direct_uncharge;
2971         /* remember freed charge and uncharge it later */
2972         batch->nr_pages++;
2973         if (uncharge_memsw)
2974                 batch->memsw_nr_pages++;
2975         return;
2976 direct_uncharge:
2977         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2978         if (uncharge_memsw)
2979                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2980         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2981                 memcg_oom_recover(memcg);
2982         return;
2983 }
2984
2985 /*
2986  * uncharge if !page_mapped(page)
2987  */
2988 static struct mem_cgroup *
2989 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2990 {
2991         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2992         unsigned int nr_pages = 1;
2993         struct page_cgroup *pc;
2994
2995         if (mem_cgroup_disabled())
2996                 return NULL;
2997
2998         if (PageSwapCache(page))
2999                 return NULL;
3000
3001         if (PageTransHuge(page)) {
3002                 nr_pages <<= compound_order(page);
3003                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3004         }
3005         /*
3006          * Check if our page_cgroup is valid
3007          */
3008         pc = lookup_page_cgroup(page);
3009         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3010                 return NULL;
3011
3012         lock_page_cgroup(pc);
3013
3014         memcg = pc->mem_cgroup;
3015
3016         if (!PageCgroupUsed(pc))
3017                 goto unlock_out;
3018
3019         switch (ctype) {
3020         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
3021         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3022                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3023                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
3024                         goto unlock_out;
3025                 break;
3026         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3027                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3028                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3029                                 goto unlock_out;
3030                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3031                                 goto unlock_out;
3032                 break;
3033         default:
3034                 break;
3035         }
3036
3037         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
3038
3039         ClearPageCgroupUsed(pc);
3040         /*
3041          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3042          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3043          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3044          * special functions.
3045          */
3046
3047         unlock_page_cgroup(pc);
3048         /*
3049          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3050          * will never be freed.
3051          */
3052         memcg_check_events(memcg, page);
3053         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3054                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3055                 mem_cgroup_get(memcg);
3056         }
3057         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3058                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3059
3060         return memcg;
3061
3062 unlock_out:
3063         unlock_page_cgroup(pc);
3064         return NULL;
3065 }
3066
3067 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3068 {
3069         /* early check. */
3070         if (page_mapped(page))
3071                 return;
3072         if (page->mapping && !PageAnon(page))
3073                 return;
3074         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3075 }
3076
3077 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3078 {
3079         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3080         VM_BUG_ON(page->mapping);
3081         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3082 }
3083
3084 /*
3085  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3086  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3087  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3088  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3089  * This may be called prural(2) times in a context,
3090  */
3091
3092 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3093 {
3094         current->memcg_batch.do_batch++;
3095         /* We can do nest. */
3096         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3097                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3098                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3099                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3100         }
3101 }
3102
3103 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3104 {
3105         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3106
3107         if (!batch->do_batch)
3108                 return;
3109
3110         batch->do_batch--;
3111         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3112                 return;
3113
3114         if (!batch->memcg)
3115                 return;
3116         /*
3117          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3118          * bacause we hide charges behind us.
3119          */
3120         if (batch->nr_pages)
3121                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3122                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3123         if (batch->memsw_nr_pages)
3124                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3125                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3126         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3127         /* forget this pointer (for sanity check) */
3128         batch->memcg = NULL;
3129 }
3130
3131 #ifdef CONFIG_SWAP
3132 /*
3133  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3134  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3135  */
3136 void
3137 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3138 {
3139         struct mem_cgroup *memcg;
3140         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3141
3142         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3143                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3144
3145         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3146
3147         /*
3148          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3149          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3150          */
3151         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3152                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3153 }
3154 #endif
3155
3156 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3157 /*
3158  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3159  * uncharge "memsw" account.
3160  */
3161 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3162 {
3163         struct mem_cgroup *memcg;
3164         unsigned short id;
3165
3166         if (!do_swap_account)
3167                 return;
3168
3169         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3170         rcu_read_lock();
3171         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3172         if (memcg) {
3173                 /*
3174                  * We uncharge this because swap is freed.
3175                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3176                  */
3177                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3178                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3179                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3180                 mem_cgroup_put(memcg);
3181         }
3182         rcu_read_unlock();
3183 }
3184
3185 /**
3186  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3187  * @entry: swap entry to be moved
3188  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3189  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3190  * @need_fixup: whether we should fixup res_counters and refcounts.
3191  *
3192  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3193  * as the mem_cgroup's id of @from.
3194  *
3195  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3196  *
3197  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3198  * both res and memsw, and called css_get().
3199  */
3200 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3201                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3202 {
3203         unsigned short old_id, new_id;
3204
3205         old_id = css_id(&from->css);
3206         new_id = css_id(&to->css);
3207
3208         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3209                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3210                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3211                 /*
3212                  * This function is only called from task migration context now.
3213                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3214                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3215                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3216                  * because if the process that has been moved to @to does
3217                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3218                  */
3219                 mem_cgroup_get(to);
3220                 if (need_fixup) {
3221                         if (!mem_cgroup_is_root(from))
3222                                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
3223                         mem_cgroup_put(from);
3224                         /*
3225                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
3226                          * uncharge to->res.
3227                          */
3228                         if (!mem_cgroup_is_root(to))
3229                                 res_counter_uncharge(&to->res, PAGE_SIZE);
3230                 }
3231                 return 0;
3232         }
3233         return -EINVAL;
3234 }
3235 #else
3236 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3237                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3238 {
3239         return -EINVAL;
3240 }
3241 #endif
3242
3243 /*
3244  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3245  * page belongs to.
3246  */
3247 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3248         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3249 {
3250         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3251         struct page_cgroup *pc;
3252         enum charge_type ctype;
3253         int ret = 0;
3254
3255         *memcgp = NULL;
3256
3257         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3258         if (mem_cgroup_disabled())
3259                 return 0;
3260
3261         pc = lookup_page_cgroup(page);
3262         lock_page_cgroup(pc);
3263         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3264                 memcg = pc->mem_cgroup;
3265                 css_get(&memcg->css);
3266                 /*
3267                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3268                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3269                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3270                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3271                  * until end_migration() is called
3272                  *
3273                  * Corner Case Thinking
3274                  * A)
3275                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3276                  * while migration was ongoing.
3277                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3278                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3279                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3280                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3281                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3282                  *
3283                  * B)
3284                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3285                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3286                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3287                  * without charging it again.
3288                  *
3289                  * C)
3290                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3291                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3292                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3293                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3294                  */
3295                 if (PageAnon(page))
3296                         SetPageCgroupMigration(pc);
3297         }
3298         unlock_page_cgroup(pc);
3299         /*
3300          * If the page is not charged at this point,
3301          * we return here.
3302          */
3303         if (!memcg)
3304                 return 0;
3305
3306         *memcgp = memcg;
3307         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3308         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3309         if (ret || *memcgp == NULL) {
3310                 if (PageAnon(page)) {
3311                         lock_page_cgroup(pc);
3312                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3313                         unlock_page_cgroup(pc);
3314                         /*
3315                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3316                          */
3317                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3318                 }
3319                 return -ENOMEM;
3320         }
3321         /*
3322          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3323          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3324          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3325          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3326          */
3327         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3328         if (PageAnon(page))
3329                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3330         else if (page_is_file_cache(page))
3331                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3332         else
3333                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3334         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, pc, ctype);
3335         return ret;
3336 }
3337
3338 /* remove redundant charge if migration failed*/
3339 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3340         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3341 {
3342         struct page *used, *unused;
3343         struct page_cgroup *pc;
3344
3345         if (!memcg)
3346                 return;
3347         /* blocks rmdir() */
3348         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3349         if (!migration_ok) {
3350                 used = oldpage;
3351                 unused = newpage;
3352         } else {
3353                 used = newpage;
3354                 unused = oldpage;
3355         }
3356         /*
3357          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3358          * of the page goes down to zero, temporarly.
3359          * Clear the flag and check the page should be charged.
3360          */
3361         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3362         lock_page_cgroup(pc);
3363         ClearPageCgroupMigration(pc);
3364         unlock_page_cgroup(pc);
3365
3366         __mem_cgroup_uncharge_common(unused, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE);
3367
3368         /*
3369          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3370          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3371          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3372          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3373          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3374          * check. (see prepare_charge() also)
3375          */
3376         if (PageAnon(used))
3377                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3378         /*
3379          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3380          * tasks.
3381          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3382          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3383          */
3384         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3385 }
3386
3387 /*
3388  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3389  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3390  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3391  */
3392 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3393                                   struct page *newpage)
3394 {
3395         struct mem_cgroup *memcg;
3396         struct page_cgroup *pc;
3397         struct zone *zone;
3398         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3399         unsigned long flags;
3400
3401         if (mem_cgroup_disabled())
3402                 return;
3403
3404         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3405         /* fix accounting on old pages */
3406         lock_page_cgroup(pc);
3407         memcg = pc->mem_cgroup;
3408         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), -1);
3409         ClearPageCgroupUsed(pc);
3410         unlock_page_cgroup(pc);
3411
3412         if (PageSwapBacked(oldpage))
3413                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3414
3415         zone = page_zone(newpage);
3416         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3417         /*
3418          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3419          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3420          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3421          */
3422         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3423         if (PageLRU(newpage))
3424                 del_page_from_lru_list(zone, newpage, page_lru(newpage));
3425         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, pc, type);
3426         if (PageLRU(newpage))
3427                 add_page_to_lru_list(zone, newpage, page_lru(newpage));
3428         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3429 }
3430
3431 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3432 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3433 {
3434         struct page_cgroup *pc;
3435
3436         pc = lookup_page_cgroup(page);
3437         /*
3438          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3439          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3440          * or when mem_cgroup_disabled().
3441          */
3442         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3443                 return pc;
3444         return NULL;
3445 }
3446
3447 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3448 {
3449         if (mem_cgroup_disabled())
3450                 return false;
3451
3452         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3453 }
3454
3455 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3456 {
3457         struct page_cgroup *pc;
3458
3459         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3460         if (pc) {
3461                 int ret = -1;
3462                 char *path;
3463
3464                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p",
3465                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3466
3467                 path = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3468                 if (path) {
3469                         rcu_read_lock();
3470                         ret = cgroup_path(pc->mem_cgroup->css.cgroup,
3471                                                         path, PATH_MAX);
3472                         rcu_read_unlock();
3473                 }
3474
3475                 printk(KERN_CONT "(%s)\n",
3476                                 (ret < 0) ? "cannot get the path" : path);
3477                 kfree(path);
3478         }
3479 }
3480 #endif
3481
3482 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3483
3484 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3485                                 unsigned long long val)
3486 {
3487         int retry_count;
3488         u64 memswlimit, memlimit;
3489         int ret = 0;
3490         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3491         u64 curusage, oldusage;
3492         int enlarge;
3493
3494         /*
3495          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3496          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3497          * of # of children which we should visit in this loop.
3498          */
3499         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3500
3501         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3502
3503         enlarge = 0;
3504         while (retry_count) {
3505                 if (signal_pending(current)) {
3506                         ret = -EINTR;
3507                         break;
3508                 }
3509                 /*
3510                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3511                  * open coded manner. You see what this really does.
3512                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3513                  */
3514                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3515                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3516                 if (memswlimit < val) {
3517                         ret = -EINVAL;
3518                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3519                         break;
3520                 }
3521
3522                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3523                 if (memlimit < val)
3524                         enlarge = 1;
3525
3526                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3527                 if (!ret) {
3528                         if (memswlimit == val)
3529                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3530                         else
3531                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3532                 }
3533                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3534
3535                 if (!ret)
3536                         break;
3537
3538                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3539                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3540                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3541                 /* Usage is reduced ? */
3542                 if (curusage >= oldusage)
3543                         retry_count--;
3544                 else
3545                         oldusage = curusage;
3546         }
3547         if (!ret && enlarge)
3548                 memcg_oom_recover(memcg);
3549
3550         return ret;
3551 }
3552
3553 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3554                                         unsigned long long val)
3555 {
3556         int retry_count;
3557         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3558         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3559         int ret = -EBUSY;
3560         int enlarge = 0;
3561
3562         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3563         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3564         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3565         while (retry_count) {
3566                 if (signal_pending(current)) {
3567                         ret = -EINTR;
3568                         break;
3569                 }
3570                 /*
3571                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3572                  * open coded manner. You see what this really does.
3573                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3574                  */
3575                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3576                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3577                 if (memlimit > val) {
3578                         ret = -EINVAL;
3579                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3580                         break;
3581                 }
3582                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3583                 if (memswlimit < val)
3584                         enlarge = 1;
3585                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3586                 if (!ret) {
3587                         if (memlimit == val)
3588                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3589                         else
3590                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3591                 }
3592                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3593
3594                 if (!ret)
3595                         break;
3596
3597                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3598                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3599                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3600                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3601                 /* Usage is reduced ? */
3602                 if (curusage >= oldusage)
3603                         retry_count--;
3604                 else
3605                         oldusage = curusage;
3606         }
3607         if (!ret && enlarge)
3608                 memcg_oom_recover(memcg);
3609         return ret;
3610 }
3611
3612 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3613                                             gfp_t gfp_mask,
3614                                             unsigned long *total_scanned)
3615 {
3616         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3617         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3618         unsigned long reclaimed;
3619         int loop = 0;
3620         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3621         unsigned long long excess;
3622         unsigned long nr_scanned;
3623
3624         if (order > 0)
3625                 return 0;
3626
3627         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3628         /*
3629          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3630          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3631          * pressure
3632          */
3633         do {
3634                 if (next_mz)
3635                         mz = next_mz;
3636                 else
3637                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3638                 if (!mz)
3639                         break;
3640
3641                 nr_scanned = 0;
3642                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->mem, zone,
3643                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3644                 nr_reclaimed += reclaimed;
3645                 *total_scanned += nr_scanned;
3646                 spin_lock(&mctz->lock);
3647
3648                 /*
3649                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3650                  * it is time to move on to the next cgroup
3651                  */
3652                 next_mz = NULL;
3653                 if (!reclaimed) {
3654                         do {
3655                                 /*
3656                                  * Loop until we find yet another one.
3657                                  *
3658                                  * By the time we get the soft_limit lock
3659                                  * again, someone might have aded the
3660                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3661                                  * make sure we get a different mem.
3662                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3663                                  * NULL if no other cgroup is present on
3664                                  * the tree
3665                                  */
3666                                 next_mz =
3667                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3668                                 if (next_mz == mz)
3669                                         css_put(&next_mz->mem->css);
3670                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3671                                         break;
3672                         } while (1);
3673                 }
3674                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
3675                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res);
3676                 /*
3677                  * One school of thought says that we should not add
3678                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3679                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3680                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3681                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3682                  * term TODO.
3683                  */
3684                 /* If excess == 0, no tree ops */
3685                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->mem, mz, mctz, excess);
3686                 spin_unlock(&mctz->lock);
3687                 css_put(&mz->mem->css);
3688                 loop++;
3689                 /*
3690                  * Could not reclaim anything and there are no more
3691                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3692                  * reclaiming anything.
3693                  */
3694                 if (!nr_reclaimed &&
3695                         (next_mz == NULL ||
3696                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3697                         break;
3698         } while (!nr_reclaimed);
3699         if (next_mz)
3700                 css_put(&next_mz->mem->css);
3701         return nr_reclaimed;
3702 }
3703
3704 /*
3705  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3706  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3707  */
3708 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3709                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3710 {
3711         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3712         unsigned long flags, loop;
3713         struct list_head *list;
3714         struct page *busy;
3715         struct zone *zone;
3716         int ret = 0;
3717
3718         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3719         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3720         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3721
3722         loop = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru);
3723         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3724         loop += 256;
3725         busy = NULL;
3726         while (loop--) {
3727                 struct page_cgroup *pc;
3728                 struct page *page;
3729
3730                 ret = 0;
3731                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3732                 if (list_empty(list)) {
3733                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3734                         break;
3735                 }
3736                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3737                 if (busy == page) {
3738                         list_move(&page->lru, list);
3739                         busy = NULL;
3740                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3741                         continue;
3742                 }
3743                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3744
3745                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3746
3747                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3748                 if (ret == -ENOMEM)
3749                         break;
3750
3751                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3752                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3753                         busy = page;
3754                         cond_resched();
3755                 } else
3756                         busy = NULL;
3757         }
3758
3759         if (!ret && !list_empty(list))
3760                 return -EBUSY;
3761         return ret;
3762 }
3763
3764 /*
3765  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3766  * This enables deleting this mem_cgroup.
3767  */
3768 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3769 {
3770         int ret;
3771         int node, zid, shrink;
3772         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3773         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3774
3775         css_get(&memcg->css);
3776
3777         shrink = 0;
3778         /* should free all ? */
3779         if (free_all)
3780                 goto try_to_free;
3781 move_account:
3782         do {
3783                 ret = -EBUSY;
3784                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3785                         goto out;
3786                 ret = -EINTR;
3787                 if (signal_pending(current))
3788                         goto out;
3789                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3790                 lru_add_drain_all();
3791                 drain_all_stock_sync(memcg);
3792                 ret = 0;
3793                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3794                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3795                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3796                                 enum lru_list l;
3797                                 for_each_lru(l) {
3798                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3799                                                         node, zid, l);
3800                                         if (ret)
3801                                                 break;
3802                                 }
3803                         }
3804                         if (ret)
3805                                 break;
3806                 }
3807                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3808                 memcg_oom_recover(memcg);
3809                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3810                 if (ret == -ENOMEM)
3811                         goto try_to_free;
3812                 cond_resched();
3813         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3814         } while (memcg->res.usage > 0 || ret);
3815 out:
3816         css_put(&memcg->css);
3817         return ret;
3818
3819 try_to_free:
3820         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3821         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3822                 ret = -EBUSY;
3823                 goto out;
3824         }
3825         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3826         lru_add_drain_all();
3827         /* try to free all pages in this cgroup */
3828         shrink = 1;
3829         while (nr_retries && memcg->res.usage > 0) {
3830                 int progress;
3831
3832                 if (signal_pending(current)) {
3833                         ret = -EINTR;
3834                         goto out;
3835                 }
3836                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3837                                                 false);
3838                 if (!progress) {
3839                         nr_retries--;
3840                         /* maybe some writeback is necessary */
3841                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3842                 }
3843
3844         }
3845         lru_add_drain();
3846         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3847         goto move_account;
3848 }
3849
3850 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3851 {
3852         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3853 }
3854
3855
3856 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3857 {
3858         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3859 }
3860
3861 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3862                                         u64 val)
3863 {
3864         int retval = 0;
3865         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3866         struct cgroup *parent = cont->parent;
3867         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3868
3869         if (parent)
3870                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3871
3872         cgroup_lock();
3873         /*
3874          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3875          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3876          * occur, provided the current cgroup has no children.
3877          *
3878          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3879          * set if there are no children.
3880          */
3881         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3882                                 (val == 1 || val == 0)) {
3883                 if (list_empty(&cont->children))
3884                         memcg->use_hierarchy = val;
3885                 else
3886                         retval = -EBUSY;
3887         } else
3888                 retval = -EINVAL;
3889         cgroup_unlock();
3890
3891         return retval;
3892 }
3893
3894
3895 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3896                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3897 {
3898         struct mem_cgroup *iter;
3899         long val = 0;
3900
3901         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3902         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3903                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3904
3905         if (val < 0) /* race ? */
3906                 val = 0;
3907         return val;
3908 }
3909
3910 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3911 {
3912         u64 val;
3913
3914         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3915                 if (!swap)
3916                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3917                 else
3918                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3919         }
3920
3921         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3922         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3923
3924         if (swap)
3925                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3926
3927         return val << PAGE_SHIFT;
3928 }
3929
3930 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3931 {
3932         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3933         u64 val;
3934         int type, name;
3935
3936         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3937         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3938         switch (type) {
3939         case _MEM:
3940                 if (name == RES_USAGE)
3941                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3942                 else
3943                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3944                 break;
3945         case _MEMSWAP:
3946                 if (name == RES_USAGE)
3947                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3948                 else
3949                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3950                 break;
3951         default:
3952                 BUG();
3953                 break;
3954         }
3955         return val;
3956 }
3957 /*
3958  * The user of this function is...
3959  * RES_LIMIT.
3960  */
3961 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3962                             const char *buffer)
3963 {
3964         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3965         int type, name;
3966         unsigned long long val;
3967         int ret;
3968
3969         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3970         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3971         switch (name) {
3972         case RES_LIMIT:
3973                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3974                         ret = -EINVAL;
3975                         break;
3976                 }
3977                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3978                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3979                 if (ret)
3980                         break;
3981                 if (type == _MEM)
3982                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3983                 else
3984                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3985                 break;
3986         case RES_SOFT_LIMIT:
3987                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3988                 if (ret)
3989                         break;
3990                 /*
3991                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3992                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3993                  * control without swap
3994                  */
3995                 if (type == _MEM)
3996                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3997                 else
3998                         ret = -EINVAL;
3999                 break;
4000         default:
4001                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4002                 break;
4003         }
4004         return ret;
4005 }
4006
4007 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4008                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4009 {
4010         struct cgroup *cgroup;
4011         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4012
4013         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4014         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4015         cgroup = memcg->css.cgroup;
4016         if (!memcg->use_hierarchy)
4017                 goto out;
4018
4019         while (cgroup->parent) {
4020                 cgroup = cgroup->parent;
4021                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
4022                 if (!memcg->use_hierarchy)
4023                         break;
4024                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4025                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4026                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4027                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4028         }
4029 out:
4030         *mem_limit = min_limit;
4031         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4032         return;
4033 }
4034
4035 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4036 {
4037         struct mem_cgroup *memcg;
4038         int type, name;
4039
4040         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4041         type = MEMFILE_TYPE(event);
4042         name = MEMFILE_ATTR(event);
4043         switch (name) {
4044         case RES_MAX_USAGE:
4045                 if (type == _MEM)
4046                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4047                 else
4048                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4049                 break;
4050         case RES_FAILCNT:
4051                 if (type == _MEM)
4052                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4053                 else
4054                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4055                 break;
4056         }
4057
4058         return 0;
4059 }
4060
4061 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4062                                         struct cftype *cft)
4063 {
4064         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4065 }
4066
4067 #ifdef CONFIG_MMU
4068 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4069                                         struct cftype *cft, u64 val)
4070 {
4071         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4072
4073         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4074                 return -EINVAL;
4075         /*
4076          * We check this value several times in both in can_attach() and
4077          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4078          * inconsistent.
4079          */
4080         cgroup_lock();
4081         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4082         cgroup_unlock();
4083
4084         return 0;
4085 }
4086 #else
4087 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4088                                         struct cftype *cft, u64 val)
4089 {
4090         return -ENOSYS;
4091 }
4092 #endif
4093
4094
4095 /* For read statistics */
4096 enum {
4097         MCS_CACHE,
4098         MCS_RSS,
4099         MCS_FILE_MAPPED,
4100         MCS_PGPGIN,
4101         MCS_PGPGOUT,
4102         MCS_SWAP,
4103         MCS_PGFAULT,
4104         MCS_PGMAJFAULT,
4105         MCS_INACTIVE_ANON,
4106         MCS_ACTIVE_ANON,
4107         MCS_INACTIVE_FILE,
4108         MCS_ACTIVE_FILE,
4109         MCS_UNEVICTABLE,
4110         NR_MCS_STAT,
4111 };
4112
4113 struct mcs_total_stat {
4114         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4115 };
4116
4117 struct {
4118         char *local_name;
4119         char *total_name;
4120 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4121         {"cache", "total_cache"},
4122         {"rss", "total_rss"},
4123         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4124         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4125         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4126         {"swap", "total_swap"},
4127         {"pgfault", "total_pgfault"},
4128         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4129         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4130         {"active_anon", "total_active_anon"},
4131         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4132         {"active_file", "total_active_file"},
4133         {"unevictable", "total_unevictable"}
4134 };
4135
4136
4137 static void
4138 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4139 {
4140         s64 val;
4141
4142         /* per cpu stat */
4143         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4144         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4145         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4146         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4147         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4148         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4149         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4150         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4151         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4152         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4153         if (do_swap_account) {
4154                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4155                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4156         }
4157         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4158         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4159         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4160         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4161
4162         /* per zone stat */
4163         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4164         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4165         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4166         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4167         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4168         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4169         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4170         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4171         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4172         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4173 }
4174
4175 static void
4176 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4177 {
4178         struct mem_cgroup *iter;
4179
4180         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4181                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4182 }
4183
4184 #ifdef CONFIG_NUMA
4185 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4186 {
4187         int nid;
4188         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4189         unsigned long node_nr;
4190         struct cgroup *cont = m->private;
4191         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4192
4193         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL);
4194         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4195         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4196                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid, LRU_ALL);
4197                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4198         }
4199         seq_putc(m, '\n');
4200
4201         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL_FILE);
4202         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4203         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4204                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4205                                 LRU_ALL_FILE);
4206                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4207         }
4208         seq_putc(m, '\n');
4209
4210         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL_ANON);
4211         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4212         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4213                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4214                                 LRU_ALL_ANON);
4215                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4216         }
4217         seq_putc(m, '\n');
4218
4219         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4220         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4221         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4222                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4223                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4224                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4225         }
4226         seq_putc(m, '\n');
4227         return 0;
4228 }
4229 #endif /* CONFIG_NUMA */
4230
4231 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4232                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4233 {
4234         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4235         struct mcs_total_stat mystat;
4236         int i;
4237
4238         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4239         mem_cgroup_get_local_stat(mem_cont, &mystat);
4240
4241
4242         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4243                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4244                         continue;
4245                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4246         }
4247
4248         /* Hierarchical information */
4249         {
4250                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4251                 memcg_get_hierarchical_limit(mem_cont, &limit, &memsw_limit);
4252                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4253                 if (do_swap_account)
4254                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4255         }
4256
4257         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4258         mem_cgroup_get_total_stat(mem_cont, &mystat);
4259         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4260                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4261                         continue;
4262                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4263         }
4264
4265 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4266         {
4267                 int nid, zid;
4268                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4269                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4270                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4271
4272                 for_each_online_node(nid)
4273                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4274                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
4275
4276                                 recent_rotated[0] +=
4277                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
4278                                 recent_rotated[1] +=
4279                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
4280                                 recent_scanned[0] +=
4281                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
4282                                 recent_scanned[1] +=
4283                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
4284                         }
4285                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4286                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4287                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4288                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4289         }
4290 #endif
4291
4292         return 0;
4293 }
4294
4295 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4296 {
4297         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4298
4299         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4300 }
4301
4302 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4303                                        u64 val)
4304 {
4305         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4306         struct mem_cgroup *parent;
4307
4308         if (val > 100)
4309                 return -EINVAL;
4310
4311         if (cgrp->parent == NULL)
4312                 return -EINVAL;
4313
4314         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4315
4316         cgroup_lock();
4317
4318         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4319         if ((parent->use_hierarchy) ||
4320             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4321                 cgroup_unlock();
4322                 return -EINVAL;
4323         }
4324
4325         memcg->swappiness = val;
4326
4327         cgroup_unlock();
4328
4329         return 0;
4330 }
4331
4332 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4333 {
4334         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4335         u64 usage;
4336         int i;
4337
4338         rcu_read_lock();
4339         if (!swap)
4340                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4341         else
4342                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4343
4344         if (!t)
4345                 goto unlock;
4346
4347         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4348
4349         /*
4350          * current_threshold points to threshold just below usage.
4351          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4352          * call of __mem_cgroup_threshold().
4353          */
4354         i = t->current_threshold;
4355
4356         /*
4357          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4358          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4359          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4360          * only one element of the array here.
4361          */
4362         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4363                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4364
4365         /* i = current_threshold + 1 */
4366         i++;
4367
4368         /*
4369          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4370          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4371          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4372          * only one element of the array here.
4373          */
4374         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4375                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4376
4377         /* Update current_threshold */
4378         t->current_threshold = i - 1;
4379 unlock:
4380         rcu_read_unlock();
4381 }
4382
4383 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4384 {
4385         while (memcg) {
4386                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4387                 if (do_swap_account)
4388                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4389
4390                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4391         }
4392 }
4393
4394 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4395 {
4396         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4397         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4398
4399         return _a->threshold - _b->threshold;
4400 }
4401
4402 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4403 {
4404         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4405
4406         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4407                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4408         return 0;
4409 }
4410
4411 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4412 {
4413         struct mem_cgroup *iter;
4414
4415         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4416                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4417 }
4418
4419 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4420         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4421 {
4422         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4423         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4424         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4425         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4426         u64 threshold, usage;
4427         int i, size, ret;
4428
4429         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4430         if (ret)
4431                 return ret;
4432
4433         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4434
4435         if (type == _MEM)
4436                 thresholds = &memcg->thresholds;
4437         else if (type == _MEMSWAP)
4438                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4439         else
4440                 BUG();
4441
4442         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4443
4444         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4445         if (thresholds->primary)
4446                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4447
4448         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4449
4450         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4451         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4452                         GFP_KERNEL);
4453         if (!new) {
4454                 ret = -ENOMEM;
4455                 goto unlock;
4456         }
4457         new->size = size;
4458
4459         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4460         if (thresholds->primary) {
4461                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4462                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4463         }
4464
4465         /* Add new threshold */
4466         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4467         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4468
4469         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4470         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4471                         compare_thresholds, NULL);
4472
4473         /* Find current threshold */
4474         new->current_threshold = -1;
4475         for (i = 0; i < size; i++) {
4476                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4477                         /*
4478                          * new->current_threshold will not be used until
4479                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4480                          * it here.
4481                          */
4482                         ++new->current_threshold;
4483                 }
4484         }
4485
4486         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4487         kfree(thresholds->spare);
4488         thresholds->spare = thresholds->primary;
4489
4490         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4491
4492         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4493         synchronize_rcu();
4494
4495 unlock:
4496         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4497
4498         return ret;
4499 }
4500
4501 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4502         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4503 {
4504         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4505         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4506         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4507         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4508         u64 usage;
4509         int i, j, size;
4510
4511         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4512         if (type == _MEM)
4513                 thresholds = &memcg->thresholds;
4514         else if (type == _MEMSWAP)
4515                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4516         else
4517                 BUG();
4518
4519         /*
4520          * Something went wrong if we trying to unregister a threshold
4521          * if we don't have thresholds
4522          */
4523         BUG_ON(!thresholds);
4524
4525         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4526
4527         /* Check if a threshold crossed before removing */
4528         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4529
4530         /* Calculate new number of threshold */
4531         size = 0;
4532         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4533                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4534                         size++;
4535         }
4536
4537         new = thresholds->spare;
4538
4539         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4540         if (!size) {
4541                 kfree(new);
4542                 new = NULL;
4543                 goto swap_buffers;
4544         }
4545
4546         new->size = size;
4547
4548         /* Copy thresholds and find current threshold */
4549         new->current_threshold = -1;
4550         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4551                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4552                         continue;
4553
4554                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4555                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4556                         /*
4557                          * new->current_threshold will not be used
4558                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4559                          * it here.
4560                          */
4561                         ++new->current_threshold;
4562                 }
4563                 j++;
4564         }
4565
4566 swap_buffers:
4567         /* Swap primary and spare array */
4568         thresholds->spare = thresholds->primary;
4569         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4570
4571         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4572         synchronize_rcu();
4573
4574         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4575 }
4576
4577 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4578         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4579 {
4580         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4581         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4582         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4583
4584         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4585         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4586         if (!event)
4587                 return -ENOMEM;
4588
4589         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4590
4591         event->eventfd = eventfd;
4592         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4593
4594         /* already in OOM ? */
4595         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4596                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4597         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4598
4599         return 0;
4600 }
4601
4602 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4603         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4604 {
4605         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4606         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4607         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4608
4609         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4610
4611         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4612
4613         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4614                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4615                         list_del(&ev->list);
4616                         kfree(ev);
4617                 }
4618         }
4619
4620         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4621 }
4622
4623 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4624         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4625 {
4626         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4627
4628         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4629
4630         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4631                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4632         else
4633                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4634         return 0;
4635 }
4636
4637 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4638         struct cftype *cft, u64 val)
4639 {
4640         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4641         struct mem_cgroup *parent;
4642
4643         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4644         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4645                 return -EINVAL;
4646
4647         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4648
4649         cgroup_lock();
4650         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4651         if ((parent->use_hierarchy) ||
4652             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4653                 cgroup_unlock();
4654                 return -EINVAL;
4655         }
4656         memcg->oom_kill_disable = val;
4657         if (!val)
4658                 memcg_oom_recover(memcg);
4659         cgroup_unlock();
4660         return 0;
4661 }
4662
4663 #ifdef CONFIG_NUMA
4664 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4665         .read = seq_read,
4666         .llseek = seq_lseek,
4667         .release = single_release,
4668 };
4669
4670 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4671 {
4672         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4673
4674         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4675         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4676 }
4677 #endif /* CONFIG_NUMA */
4678
4679 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4680 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4681 {
4682         /*
4683          * Part of this would be better living in a separate allocation
4684          * function, leaving us with just the cgroup tree population work.
4685          * We, however, depend on state such as network's proto_list that
4686          * is only initialized after cgroup creation. I found the less
4687          * cumbersome way to deal with it to defer it all to populate time
4688          */
4689         return mem_cgroup_sockets_init(cont, ss);
4690 };
4691
4692 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4693                                 struct cgroup *cont)
4694 {
4695         mem_cgroup_sockets_destroy(cont, ss);
4696 }
4697 #else
4698 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4699 {
4700         return 0;
4701 }
4702
4703 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4704                                 struct cgroup *cont)
4705 {
4706 }
4707 #endif
4708
4709 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4710         {
4711                 .name = "usage_in_bytes",
4712                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4713                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4714                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4715                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4716         },
4717         {
4718                 .name = "max_usage_in_bytes",
4719                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4720                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4721                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4722         },
4723         {
4724                 .name = "limit_in_bytes",
4725                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4726                 .write_string = mem_cgroup_write,
4727                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4728         },
4729         {
4730                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4731                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4732                 .write_string = mem_cgroup_write,
4733                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4734         },
4735         {
4736                 .name = "failcnt",
4737                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4738                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4739                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4740         },
4741         {
4742                 .name = "stat",
4743                 .read_map = mem_control_stat_show,
4744         },
4745         {
4746                 .name = "force_empty",
4747                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4748         },
4749         {
4750                 .name = "use_hierarchy",
4751                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4752                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4753         },
4754         {
4755                 .name = "swappiness",
4756                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4757                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4758         },
4759         {
4760                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4761                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4762                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4763         },
4764         {
4765                 .name = "oom_control",
4766                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4767                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4768                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4769                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4770                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4771         },
4772 #ifdef CONFIG_NUMA
4773         {
4774                 .name = "numa_stat",
4775                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4776                 .mode = S_IRUGO,
4777         },
4778 #endif
4779 };
4780
4781 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4782 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4783         {
4784                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4785                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4786                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4787                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4788                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4789         },
4790         {
4791                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4792                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4793                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4794                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4795         },
4796         {
4797                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4798                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4799                 .write_string = mem_cgroup_write,
4800                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4801         },
4802         {
4803                 .name = "memsw.failcnt",
4804                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4805                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4806                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4807         },
4808 };
4809
4810 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4811 {
4812         if (!do_swap_account)
4813                 return 0;
4814         return cgroup_add_files(cont, ss, memsw_cgroup_files,
4815                                 ARRAY_SIZE(memsw_cgroup_files));
4816 };
4817 #else
4818 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4819 {
4820         return 0;
4821 }
4822 #endif
4823
4824 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4825 {
4826         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4827         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4828         enum lru_list l;
4829         int zone, tmp = node;
4830         /*
4831          * This routine is called against possible nodes.
4832          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4833          *
4834          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4835          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4836          *       function.
4837          */
4838         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4839                 tmp = -1;
4840         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4841         if (!pn)
4842                 return 1;
4843
4844         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4845                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4846                 for_each_lru(l)
4847                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lruvec.lists[l]);
4848                 mz->usage_in_excess = 0;
4849                 mz->on_tree = false;
4850                 mz->mem = memcg;
4851         }
4852         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4853         return 0;
4854 }
4855
4856 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4857 {
4858         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4859 }
4860
4861 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4862 {
4863         struct mem_cgroup *mem;
4864         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4865
4866         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4867         if (size < PAGE_SIZE)
4868                 mem = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4869         else
4870                 mem = vzalloc(size);
4871
4872         if (!mem)
4873                 return NULL;
4874
4875         mem->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4876         if (!mem->stat)
4877                 goto out_free;
4878         spin_lock_init(&mem->pcp_counter_lock);
4879         return mem;
4880
4881 out_free:
4882         if (size < PAGE_SIZE)
4883                 kfree(mem);
4884         else
4885                 vfree(mem);
4886         return NULL;
4887 }
4888
4889 /*
4890  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4891  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4892  *
4893  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4894  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4895  * it goes down to 0.
4896  *
4897  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4898  */
4899
4900 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4901 {
4902         int node;
4903
4904         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4905         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4906
4907         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
4908                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4909
4910         free_percpu(memcg->stat);
4911         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4912                 kfree(memcg);
4913         else
4914                 vfree(memcg);
4915 }
4916
4917 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4918 {
4919         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4920 }
4921
4922 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4923 {
4924         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4925                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4926                 __mem_cgroup_free(memcg);
4927                 if (parent)
4928                         mem_cgroup_put(parent);
4929         }
4930 }
4931
4932 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4933 {
4934         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4935 }
4936
4937 /*
4938  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4939  */
4940 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4941 {
4942         if (!memcg->res.parent)
4943                 return NULL;
4944         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4945 }
4946 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4947
4948 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4949 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4950 {
4951         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4952                 do_swap_account = 1;
4953 }
4954 #else
4955 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4956 {
4957 }
4958 #endif
4959
4960 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4961 {
4962         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4963         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4964         int tmp, node, zone;
4965
4966         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
4967                 tmp = node;
4968                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4969                         tmp = -1;
4970                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4971                 if (!rtpn)
4972                         return 1;
4973
4974                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4975
4976                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4977                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4978                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4979                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4980                 }
4981         }
4982         return 0;
4983 }
4984
4985 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4986 mem_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
4987 {
4988         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4989         long error = -ENOMEM;
4990         int node;
4991
4992         memcg = mem_cgroup_alloc();
4993         if (!memcg)
4994                 return ERR_PTR(error);
4995
4996         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
4997                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4998                         goto free_out;
4999
5000         /* root ? */
5001         if (cont->parent == NULL) {
5002                 int cpu;
5003                 enable_swap_cgroup();
5004                 parent = NULL;
5005                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
5006                         goto free_out;
5007                 root_mem_cgroup = memcg;
5008                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5009                         struct memcg_stock_pcp *stock =
5010                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
5011                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
5012                 }
5013                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5014         } else {
5015                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
5016                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5017                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5018         }
5019
5020         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5021                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5022                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5023                 /*
5024                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
5025                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
5026                  * This refcnt will be decremented when freeing this
5027                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
5028                  */
5029                 mem_cgroup_get(parent);
5030         } else {
5031                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5032                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5033         }
5034         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5035         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5036
5037         if (parent)
5038                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5039         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
5040         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5041         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5042         return &memcg->css;
5043 free_out:
5044         __mem_cgroup_free(memcg);
5045         return ERR_PTR(error);
5046 }
5047
5048 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
5049                                         struct cgroup *cont)
5050 {
5051         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5052
5053         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
5054 }
5055
5056 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
5057                                 struct cgroup *cont)
5058 {
5059         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5060
5061         kmem_cgroup_destroy(ss, cont);
5062
5063         mem_cgroup_put(memcg);
5064 }
5065
5066 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
5067                                 struct cgroup *cont)
5068 {
5069         int ret;
5070
5071         ret = cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
5072                                 ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
5073
5074         if (!ret)
5075                 ret = register_memsw_files(cont, ss);
5076
5077         if (!ret)
5078                 ret = register_kmem_files(cont, ss);
5079
5080         return ret;
5081 }
5082
5083 #ifdef CONFIG_MMU
5084 /* Handlers for move charge at task migration. */
5085 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5086 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5087 {
5088         int ret = 0;
5089         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5090         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5091
5092         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5093                 mc.precharge += count;
5094                 /* we don't need css_get for root */
5095                 return ret;
5096         }
5097         /* try to charge at once */
5098         if (count > 1) {
5099                 struct res_counter *dummy;
5100                 /*
5101                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5102                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5103                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5104                  * css_get().
5105                  */
5106                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5107                         goto one_by_one;
5108                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5109                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5110                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5111                         goto one_by_one;
5112                 }
5113                 mc.precharge += count;
5114                 return ret;
5115         }
5116 one_by_one:
5117         /* fall back to one by one charge */
5118         while (count--) {
5119                 if (signal_pending(current)) {
5120                         ret = -EINTR;
5121                         break;
5122                 }
5123                 if (!batch_count--) {
5124                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5125                         cond_resched();
5126                 }
5127                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5128                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5129                 if (ret || !memcg)
5130                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5131                         return -ENOMEM;
5132                 mc.precharge++;
5133         }
5134         return ret;
5135 }
5136
5137 /**
5138  * is_target_pte_for_mc - check a pte whether it is valid for move charge
5139  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5140  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5141  * @ptent: the pte to be checked
5142  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5143  *
5144  * Returns
5145  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5146  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5147  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5148  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5149  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5150  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5151  *     in target->ent.
5152  *
5153  * Called with pte lock held.
5154  */
5155 union mc_target {
5156         struct page     *page;
5157         swp_entry_t     ent;
5158 };
5159
5160 enum mc_target_type {
5161         MC_TARGET_NONE, /* not used */
5162         MC_TARGET_PAGE,
5163         MC_TARGET_SWAP,
5164 };
5165
5166 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5167                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5168 {
5169         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5170
5171         if (!page || !page_mapped(page))
5172                 return NULL;
5173         if (PageAnon(page)) {
5174                 /* we don't move shared anon */
5175                 if (!move_anon() || page_mapcount(page) > 2)
5176                         return NULL;
5177         } else if (!move_file())
5178                 /* we ignore mapcount for file pages */
5179                 return NULL;
5180         if (!get_page_unless_zero(page))
5181                 return NULL;
5182
5183         return page;
5184 }
5185
5186 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5187                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5188 {
5189         int usage_count;
5190         struct page *page = NULL;
5191         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5192
5193         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5194                 return NULL;
5195         usage_count = mem_cgroup_count_swap_user(ent, &page);
5196         if (usage_count > 1) { /* we don't move shared anon */
5197                 if (page)
5198                         put_page(page);
5199                 return NULL;
5200         }
5201         if (do_swap_account)
5202                 entry->val = ent.val;
5203
5204         return page;
5205 }
5206
5207 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5208                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5209 {
5210         struct page *page = NULL;
5211         struct inode *inode;
5212         struct address_space *mapping;
5213         pgoff_t pgoff;
5214
5215         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5216                 return NULL;
5217         if (!move_file())
5218                 return NULL;
5219
5220         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5221         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5222         if (pte_none(ptent))
5223                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5224         else /* pte_file(ptent) is true */
5225                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5226
5227         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5228         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5229
5230 #ifdef CONFIG_SWAP
5231         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5232         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5233                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5234                 if (do_swap_account)
5235                         *entry = swap;
5236                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5237         }
5238 #endif
5239         return page;
5240 }
5241
5242 static int is_target_pte_for_mc(struct vm_area_struct *vma,
5243                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5244 {
5245         struct page *page = NULL;
5246         struct page_cgroup *pc;
5247         int ret = 0;
5248         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5249
5250         if (pte_present(ptent))
5251                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5252         else if (is_swap_pte(ptent))
5253                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5254         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5255                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5256
5257         if (!page && !ent.val)
5258                 return 0;
5259         if (page) {
5260                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5261                 /*
5262                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5263                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5264                  * the lock.
5265                  */
5266                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5267                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5268                         if (target)
5269                                 target->page = page;
5270                 }
5271                 if (!ret || !target)
5272                         put_page(page);
5273         }
5274         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5275         if (ent.val && !ret &&
5276                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup(ent)) {
5277                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5278                 if (target)
5279                         target->ent = ent;
5280         }
5281         return ret;
5282 }
5283
5284 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5285                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5286                                         struct mm_walk *walk)
5287 {
5288         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5289         pte_t *pte;
5290         spinlock_t *ptl;
5291
5292         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5293
5294         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5295         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5296                 if (is_target_pte_for_mc(vma, addr, *pte, NULL))
5297                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5298         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5299         cond_resched();
5300
5301         return 0;
5302 }
5303
5304 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5305 {
5306         unsigned long precharge;
5307         struct vm_area_struct *vma;
5308
5309         down_read(&mm->mmap_sem);
5310         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5311                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5312                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5313                         .mm = mm,
5314                         .private = vma,
5315                 };
5316                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5317                         continue;
5318                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5319                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5320         }
5321         up_read(&mm->mmap_sem);
5322
5323         precharge = mc.precharge;
5324         mc.precharge = 0;
5325
5326         return precharge;
5327 }
5328
5329 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5330 {
5331         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5332
5333         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5334         mc.moving_task = current;
5335         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5336 }
5337
5338 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5339 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5340 {
5341         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5342         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5343
5344         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5345         if (mc.precharge) {
5346                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5347                 mc.precharge = 0;
5348         }
5349         /*
5350          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5351          * we must uncharge here.
5352          */
5353         if (mc.moved_charge) {
5354                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5355                 mc.moved_charge = 0;
5356         }
5357         /* we must fixup refcnts and charges */
5358         if (mc.moved_swap) {
5359                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5360                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5361                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5362                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5363                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5364
5365                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5366                         /*
5367                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5368                          * uncharge to->res.
5369                          */
5370                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5371                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5372                 }
5373                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5374                 mc.moved_swap = 0;
5375         }
5376         memcg_oom_recover(from);
5377         memcg_oom_recover(to);
5378         wake_up_all(&mc.waitq);
5379 }
5380
5381 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5382 {
5383         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5384
5385         /*
5386          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5387          * task migration.
5388          */
5389         mc.moving_task = NULL;
5390         __mem_cgroup_clear_mc();
5391         spin_lock(&mc.lock);
5392         mc.from = NULL;
5393         mc.to = NULL;
5394         spin_unlock(&mc.lock);
5395         mem_cgroup_end_move(from);
5396 }
5397
5398 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5399                                 struct cgroup *cgroup,
5400                                 struct cgroup_taskset *tset)
5401 {
5402         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5403         int ret = 0;
5404         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5405
5406         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5407                 struct mm_struct *mm;
5408                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5409
5410                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5411
5412                 mm = get_task_mm(p);
5413                 if (!mm)
5414                         return 0;
5415                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5416                 if (mm->owner == p) {
5417                         VM_BUG_ON(mc.from);
5418                         VM_BUG_ON(mc.to);
5419                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5420                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5421                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5422                         mem_cgroup_start_move(from);
5423                         spin_lock(&mc.lock);
5424                         mc.from = from;
5425                         mc.to = memcg;
5426                         spin_unlock(&mc.lock);
5427                         /* We set mc.moving_task later */
5428
5429                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5430                         if (ret)
5431                                 mem_cgroup_clear_mc();
5432                 }
5433                 mmput(mm);
5434         }
5435         return ret;
5436 }
5437
5438 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5439                                 struct cgroup *cgroup,
5440                                 struct cgroup_taskset *tset)
5441 {
5442         mem_cgroup_clear_mc();
5443 }
5444
5445 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5446                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5447                                 struct mm_walk *walk)
5448 {
5449         int ret = 0;
5450         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5451         pte_t *pte;
5452         spinlock_t *ptl;
5453
5454         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5455 retry:
5456         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5457         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5458                 pte_t ptent = *(pte++);
5459                 union mc_target target;
5460                 int type;
5461                 struct page *page;
5462                 struct page_cgroup *pc;
5463                 swp_entry_t ent;
5464
5465                 if (!mc.precharge)
5466                         break;
5467
5468                 type = is_target_pte_for_mc(vma, addr, ptent, &target);
5469                 switch (type) {
5470                 case MC_TARGET_PAGE:
5471                         page = target.page;
5472                         if (isolate_lru_page(page))
5473                                 goto put;
5474                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5475                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5476                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5477                                 mc.precharge--;
5478                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5479                                 mc.moved_charge++;
5480                         }
5481                         putback_lru_page(page);
5482 put:                    /* is_target_pte_for_mc() gets the page */
5483                         put_page(page);
5484                         break;
5485                 case MC_TARGET_SWAP:
5486                         ent = target.ent;
5487                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent,
5488                                                 mc.from, mc.to, false)) {
5489                                 mc.precharge--;
5490                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5491                                 mc.moved_swap++;
5492                         }
5493                         break;
5494                 default:
5495                         break;
5496                 }
5497         }
5498         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5499         cond_resched();
5500
5501         if (addr != end) {
5502                 /*
5503                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5504                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5505                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5506                  * phase.
5507                  */
5508                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5509                 if (!ret)
5510                         goto retry;
5511         }
5512
5513         return ret;
5514 }
5515
5516 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5517 {
5518         struct vm_area_struct *vma;
5519
5520         lru_add_drain_all();
5521 retry:
5522         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5523                 /*
5524                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5525                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5526                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5527                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5528                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5529                  */
5530                 __mem_cgroup_clear_mc();
5531                 cond_resched();
5532                 goto retry;
5533         }
5534         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5535                 int ret;
5536                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5537                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5538                         .mm = mm,
5539                         .private = vma,
5540                 };
5541                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5542                         continue;
5543                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5544                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5545                 if (ret)
5546                         /*
5547                          * means we have consumed all precharges and failed in
5548                          * doing additional charge. Just abandon here.
5549                          */
5550                         break;
5551         }
5552         up_read(&mm->mmap_sem);
5553 }
5554
5555 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5556                                 struct cgroup *cont,
5557                                 struct cgroup_taskset *tset)
5558 {
5559         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5560         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5561
5562         if (mm) {
5563                 if (mc.to)
5564                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5565                 put_swap_token(mm);
5566                 mmput(mm);
5567         }
5568         if (mc.to)
5569                 mem_cgroup_clear_mc();
5570 }
5571 #else   /* !CONFIG_MMU */
5572 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5573                                 struct cgroup *cgroup,
5574                                 struct cgroup_taskset *tset)
5575 {
5576         return 0;
5577 }
5578 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5579                                 struct cgroup *cgroup,
5580                                 struct cgroup_taskset *tset)
5581 {
5582 }
5583 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5584                                 struct cgroup *cont,
5585                                 struct cgroup_taskset *tset)
5586 {
5587 }
5588 #endif
5589
5590 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5591         .name = "memory",
5592         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5593         .create = mem_cgroup_create,
5594         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5595         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5596         .populate = mem_cgroup_populate,
5597         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5598         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5599         .attach = mem_cgroup_move_task,
5600         .early_init = 0,
5601         .use_id = 1,
5602 };
5603
5604 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5605 static int __init enable_swap_account(char *s)
5606 {
5607         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5608         if (!strcmp(s, "1"))
5609                 really_do_swap_account = 1;
5610         else if (!strcmp(s, "0"))
5611                 really_do_swap_account = 0;
5612         return 1;
5613 }
5614 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5615
5616 #endif