mm/memcontrol.c: suppress uninitialized-var warning with older gcc's
[linux-flexiantxendom0.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/mutex.h>
37 #include <linux/rbtree.h>
38 #include <linux/slab.h>
39 #include <linux/swap.h>
40 #include <linux/swapops.h>
41 #include <linux/spinlock.h>
42 #include <linux/eventfd.h>
43 #include <linux/sort.h>
44 #include <linux/fs.h>
45 #include <linux/seq_file.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/mm_inline.h>
48 #include <linux/page_cgroup.h>
49 #include <linux/cpu.h>
50 #include <linux/oom.h>
51 #include "internal.h"
52
53 #include <asm/uaccess.h>
54
55 #include <trace/events/vmscan.h>
56
57 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
58 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
59 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
60
61 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
62 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
63 int do_swap_account __read_mostly;
64
65 /* for remember boot option*/
66 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
67 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
68 #else
69 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
70 #endif
71
72 #else
73 #define do_swap_account         (0)
74 #endif
75
76
77 /*
78  * Statistics for memory cgroup.
79  */
80 enum mem_cgroup_stat_index {
81         /*
82          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
83          */
84         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
85         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
86         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
87         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
88         MEM_CGROUP_STAT_DATA, /* end of data requires synchronization */
89         MEM_CGROUP_ON_MOVE,     /* someone is moving account between groups */
90         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
91 };
92
93 enum mem_cgroup_events_index {
94         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
95         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
96         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
97         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
98 };
99 /*
100  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
101  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
102  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
103  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
104  */
105 enum mem_cgroup_events_target {
106         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
107         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
108         MEM_CGROUP_NTARGETS,
109 };
110 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET (128)
111 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET (1024)
112
113 struct mem_cgroup_stat_cpu {
114         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
115         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
116         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
117 };
118
119 /*
120  * per-zone information in memory controller.
121  */
122 struct mem_cgroup_per_zone {
123         /*
124          * spin_lock to protect the per cgroup LRU
125          */
126         struct list_head        lists[NR_LRU_LISTS];
127         unsigned long           count[NR_LRU_LISTS];
128
129         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
130         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
131         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
132                                                 /* the soft limit is exceeded*/
133         bool                    on_tree;
134         struct mem_cgroup       *mem;           /* Back pointer, we cannot */
135                                                 /* use container_of        */
136 };
137 /* Macro for accessing counter */
138 #define MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx)       ((mz)->count[(idx)])
139
140 struct mem_cgroup_per_node {
141         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
142 };
143
144 struct mem_cgroup_lru_info {
145         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
146 };
147
148 /*
149  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
150  * their hierarchy representation
151  */
152
153 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
154         struct rb_root rb_root;
155         spinlock_t lock;
156 };
157
158 struct mem_cgroup_tree_per_node {
159         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
160 };
161
162 struct mem_cgroup_tree {
163         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
164 };
165
166 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
167
168 struct mem_cgroup_threshold {
169         struct eventfd_ctx *eventfd;
170         u64 threshold;
171 };
172
173 /* For threshold */
174 struct mem_cgroup_threshold_ary {
175         /* An array index points to threshold just below usage. */
176         int current_threshold;
177         /* Size of entries[] */
178         unsigned int size;
179         /* Array of thresholds */
180         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
181 };
182
183 struct mem_cgroup_thresholds {
184         /* Primary thresholds array */
185         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
186         /*
187          * Spare threshold array.
188          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
189          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
190          */
191         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
192 };
193
194 /* for OOM */
195 struct mem_cgroup_eventfd_list {
196         struct list_head list;
197         struct eventfd_ctx *eventfd;
198 };
199
200 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *mem);
201 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *mem);
202
203 /*
204  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
205  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
206  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
207  * to help the administrator determine what knobs to tune.
208  *
209  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
210  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
211  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
212  * a feature that will be implemented much later in the future.
213  */
214 struct mem_cgroup {
215         struct cgroup_subsys_state css;
216         /*
217          * the counter to account for memory usage
218          */
219         struct res_counter res;
220         /*
221          * the counter to account for mem+swap usage.
222          */
223         struct res_counter memsw;
224         /*
225          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
226          * per zone LRU lists.
227          */
228         struct mem_cgroup_lru_info info;
229         /*
230          * While reclaiming in a hierarchy, we cache the last child we
231          * reclaimed from.
232          */
233         int last_scanned_child;
234         /*
235          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
236          */
237         bool use_hierarchy;
238         atomic_t        oom_lock;
239         atomic_t        refcnt;
240
241         unsigned int    swappiness;
242         /* OOM-Killer disable */
243         int             oom_kill_disable;
244
245         /* set when res.limit == memsw.limit */
246         bool            memsw_is_minimum;
247
248         /* protect arrays of thresholds */
249         struct mutex thresholds_lock;
250
251         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
252         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
253
254         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
255         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
256
257         /* For oom notifier event fd */
258         struct list_head oom_notify;
259
260         /*
261          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
262          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
263          */
264         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
265         /*
266          * percpu counter.
267          */
268         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
269         /*
270          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
271          * See mem_cgroup_read_stat().
272          */
273         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
274         spinlock_t pcp_counter_lock;
275 };
276
277 /* Stuffs for move charges at task migration. */
278 /*
279  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
280  * left-shifted bitmap of these types.
281  */
282 enum move_type {
283         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
284         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
285         NR_MOVE_TYPE,
286 };
287
288 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
289 static struct move_charge_struct {
290         spinlock_t        lock; /* for from, to */
291         struct mem_cgroup *from;
292         struct mem_cgroup *to;
293         unsigned long precharge;
294         unsigned long moved_charge;
295         unsigned long moved_swap;
296         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
297         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
298 } mc = {
299         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
300         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
301 };
302
303 static bool move_anon(void)
304 {
305         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
306                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
307 }
308
309 static bool move_file(void)
310 {
311         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
312                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
313 }
314
315 /*
316  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
317  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
318  */
319 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
320 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
321
322 enum charge_type {
323         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
324         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
325         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
326         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
327         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
328         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
329         NR_CHARGE_TYPE,
330 };
331
332 /* for encoding cft->private value on file */
333 #define _MEM                    (0)
334 #define _MEMSWAP                (1)
335 #define _OOM_TYPE               (2)
336 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
337 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
338 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
339 /* Used for OOM nofiier */
340 #define OOM_CONTROL             (0)
341
342 /*
343  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
344  */
345 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
346 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
347 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
348 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
349 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT_BIT     0x2
350 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT         (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT_BIT)
351
352 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *mem);
353 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *mem);
354 static struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *mem);
355 static void drain_all_stock_async(void);
356
357 static struct mem_cgroup_per_zone *
358 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *mem, int nid, int zid)
359 {
360         return &mem->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
361 }
362
363 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *mem)
364 {
365         return &mem->css;
366 }
367
368 static struct mem_cgroup_per_zone *
369 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *mem, struct page *page)
370 {
371         int nid = page_to_nid(page);
372         int zid = page_zonenum(page);
373
374         return mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
375 }
376
377 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
378 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
379 {
380         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
381 }
382
383 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
384 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
385 {
386         int nid = page_to_nid(page);
387         int zid = page_zonenum(page);
388
389         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
390 }
391
392 static void
393 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *mem,
394                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
395                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
396                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
397 {
398         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
399         struct rb_node *parent = NULL;
400         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
401
402         if (mz->on_tree)
403                 return;
404
405         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
406         if (!mz->usage_in_excess)
407                 return;
408         while (*p) {
409                 parent = *p;
410                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
411                                         tree_node);
412                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
413                         p = &(*p)->rb_left;
414                 /*
415                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
416                  * limit by the same amount
417                  */
418                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
419                         p = &(*p)->rb_right;
420         }
421         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
422         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
423         mz->on_tree = true;
424 }
425
426 static void
427 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *mem,
428                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
429                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
430 {
431         if (!mz->on_tree)
432                 return;
433         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
434         mz->on_tree = false;
435 }
436
437 static void
438 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *mem,
439                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
440                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
441 {
442         spin_lock(&mctz->lock);
443         __mem_cgroup_remove_exceeded(mem, mz, mctz);
444         spin_unlock(&mctz->lock);
445 }
446
447
448 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *mem, struct page *page)
449 {
450         unsigned long long excess;
451         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
452         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
453         int nid = page_to_nid(page);
454         int zid = page_zonenum(page);
455         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
456
457         /*
458          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
459          * because their event counter is not touched.
460          */
461         for (; mem; mem = parent_mem_cgroup(mem)) {
462                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
463                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mem->res);
464                 /*
465                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
466                  * mem is over its softlimit.
467                  */
468                 if (excess || mz->on_tree) {
469                         spin_lock(&mctz->lock);
470                         /* if on-tree, remove it */
471                         if (mz->on_tree)
472                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mem, mz, mctz);
473                         /*
474                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
475                          * If excess is 0, no tree ops.
476                          */
477                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mem, mz, mctz, excess);
478                         spin_unlock(&mctz->lock);
479                 }
480         }
481 }
482
483 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *mem)
484 {
485         int node, zone;
486         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
487         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
488
489         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
490                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
491                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, node, zone);
492                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
493                         mem_cgroup_remove_exceeded(mem, mz, mctz);
494                 }
495         }
496 }
497
498 static struct mem_cgroup_per_zone *
499 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
500 {
501         struct rb_node *rightmost = NULL;
502         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
503
504 retry:
505         mz = NULL;
506         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
507         if (!rightmost)
508                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
509
510         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
511         /*
512          * Remove the node now but someone else can add it back,
513          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
514          * position in the tree.
515          */
516         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
517         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res) ||
518                 !css_tryget(&mz->mem->css))
519                 goto retry;
520 done:
521         return mz;
522 }
523
524 static struct mem_cgroup_per_zone *
525 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
526 {
527         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
528
529         spin_lock(&mctz->lock);
530         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
531         spin_unlock(&mctz->lock);
532         return mz;
533 }
534
535 /*
536  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
537  *
538  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
539  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
540  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
541  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
542  *
543  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
544  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
545  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
546  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
547  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
548  *
549  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
550  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
551  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
552  * implemented.
553  */
554 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *mem,
555                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
556 {
557         long val = 0;
558         int cpu;
559
560         get_online_cpus();
561         for_each_online_cpu(cpu)
562                 val += per_cpu(mem->stat->count[idx], cpu);
563 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
564         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
565         val += mem->nocpu_base.count[idx];
566         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
567 #endif
568         put_online_cpus();
569         return val;
570 }
571
572 static long mem_cgroup_local_usage(struct mem_cgroup *mem)
573 {
574         long ret;
575
576         ret = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
577         ret += mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
578         return ret;
579 }
580
581 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *mem,
582                                          bool charge)
583 {
584         int val = (charge) ? 1 : -1;
585         this_cpu_add(mem->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
586 }
587
588 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *mem,
589                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
590 {
591         unsigned long val = 0;
592         int cpu;
593
594         for_each_online_cpu(cpu)
595                 val += per_cpu(mem->stat->events[idx], cpu);
596 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
597         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
598         val += mem->nocpu_base.events[idx];
599         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
600 #endif
601         return val;
602 }
603
604 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *mem,
605                                          bool file, int nr_pages)
606 {
607         preempt_disable();
608
609         if (file)
610                 __this_cpu_add(mem->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_pages);
611         else
612                 __this_cpu_add(mem->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_pages);
613
614         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
615         if (nr_pages > 0)
616                 __this_cpu_inc(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
617         else {
618                 __this_cpu_inc(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
619                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
620         }
621
622         __this_cpu_add(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
623
624         preempt_enable();
625 }
626
627 static unsigned long mem_cgroup_get_local_zonestat(struct mem_cgroup *mem,
628                                         enum lru_list idx)
629 {
630         int nid, zid;
631         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
632         u64 total = 0;
633
634         for_each_online_node(nid)
635                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
636                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
637                         total += MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx);
638                 }
639         return total;
640 }
641
642 static bool __memcg_event_check(struct mem_cgroup *mem, int target)
643 {
644         unsigned long val, next;
645
646         val = this_cpu_read(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
647         next = this_cpu_read(mem->stat->targets[target]);
648         /* from time_after() in jiffies.h */
649         return ((long)next - (long)val < 0);
650 }
651
652 static void __mem_cgroup_target_update(struct mem_cgroup *mem, int target)
653 {
654         unsigned long val, next;
655
656         val = this_cpu_read(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
657
658         switch (target) {
659         case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
660                 next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
661                 break;
662         case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
663                 next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
664                 break;
665         default:
666                 return;
667         }
668
669         this_cpu_write(mem->stat->targets[target], next);
670 }
671
672 /*
673  * Check events in order.
674  *
675  */
676 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *mem, struct page *page)
677 {
678         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
679         if (unlikely(__memcg_event_check(mem, MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
680                 mem_cgroup_threshold(mem);
681                 __mem_cgroup_target_update(mem, MEM_CGROUP_TARGET_THRESH);
682                 if (unlikely(__memcg_event_check(mem,
683                         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT))){
684                         mem_cgroup_update_tree(mem, page);
685                         __mem_cgroup_target_update(mem,
686                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
687                 }
688         }
689 }
690
691 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
692 {
693         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
694                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
695                                 css);
696 }
697
698 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
699 {
700         /*
701          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
702          * if it races with swapoff, page migration, etc.
703          * So this can be called with p == NULL.
704          */
705         if (unlikely(!p))
706                 return NULL;
707
708         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
709                                 struct mem_cgroup, css);
710 }
711
712 static struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
713 {
714         struct mem_cgroup *mem = NULL;
715
716         if (!mm)
717                 return NULL;
718         /*
719          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
720          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
721          * pessimistic (rather than adding locks here).
722          */
723         rcu_read_lock();
724         do {
725                 mem = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
726                 if (unlikely(!mem))
727                         break;
728         } while (!css_tryget(&mem->css));
729         rcu_read_unlock();
730         return mem;
731 }
732
733 /* The caller has to guarantee "mem" exists before calling this */
734 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_start_loop(struct mem_cgroup *mem)
735 {
736         struct cgroup_subsys_state *css;
737         int found;
738
739         if (!mem) /* ROOT cgroup has the smallest ID */
740                 return root_mem_cgroup; /*css_put/get against root is ignored*/
741         if (!mem->use_hierarchy) {
742                 if (css_tryget(&mem->css))
743                         return mem;
744                 return NULL;
745         }
746         rcu_read_lock();
747         /*
748          * searching a memory cgroup which has the smallest ID under given
749          * ROOT cgroup. (ID >= 1)
750          */
751         css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, 1, &mem->css, &found);
752         if (css && css_tryget(css))
753                 mem = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
754         else
755                 mem = NULL;
756         rcu_read_unlock();
757         return mem;
758 }
759
760 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_next(struct mem_cgroup *iter,
761                                         struct mem_cgroup *root,
762                                         bool cond)
763 {
764         int nextid = css_id(&iter->css) + 1;
765         int found;
766         int hierarchy_used;
767         struct cgroup_subsys_state *css;
768
769         hierarchy_used = iter->use_hierarchy;
770
771         css_put(&iter->css);
772         /* If no ROOT, walk all, ignore hierarchy */
773         if (!cond || (root && !hierarchy_used))
774                 return NULL;
775
776         if (!root)
777                 root = root_mem_cgroup;
778
779         do {
780                 iter = NULL;
781                 rcu_read_lock();
782
783                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, nextid,
784                                 &root->css, &found);
785                 if (css && css_tryget(css))
786                         iter = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
787                 rcu_read_unlock();
788                 /* If css is NULL, no more cgroups will be found */
789                 nextid = found + 1;
790         } while (css && !iter);
791
792         return iter;
793 }
794 /*
795  * for_eacn_mem_cgroup_tree() for visiting all cgroup under tree. Please
796  * be careful that "break" loop is not allowed. We have reference count.
797  * Instead of that modify "cond" to be false and "continue" to exit the loop.
798  */
799 #define for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, root, cond) \
800         for (iter = mem_cgroup_start_loop(root);\
801              iter != NULL;\
802              iter = mem_cgroup_get_next(iter, root, cond))
803
804 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root) \
805         for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, root, true)
806
807 #define for_each_mem_cgroup_all(iter) \
808         for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, NULL, true)
809
810
811 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *mem)
812 {
813         return (mem == root_mem_cgroup);
814 }
815
816 /*
817  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
818  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
819  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
820  *
821  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
822  * 1. charge
823  * 2. moving account
824  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
825  * It is added to LRU before charge.
826  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
827  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
828  */
829
830 void mem_cgroup_del_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
831 {
832         struct page_cgroup *pc;
833         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
834
835         if (mem_cgroup_disabled())
836                 return;
837         pc = lookup_page_cgroup(page);
838         /* can happen while we handle swapcache. */
839         if (!TestClearPageCgroupAcctLRU(pc))
840                 return;
841         VM_BUG_ON(!pc->mem_cgroup);
842         /*
843          * We don't check PCG_USED bit. It's cleared when the "page" is finally
844          * removed from global LRU.
845          */
846         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
847         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
848         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1 << compound_order(page);
849         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
850                 return;
851         VM_BUG_ON(list_empty(&pc->lru));
852         list_del_init(&pc->lru);
853 }
854
855 void mem_cgroup_del_lru(struct page *page)
856 {
857         mem_cgroup_del_lru_list(page, page_lru(page));
858 }
859
860 /*
861  * Writeback is about to end against a page which has been marked for immediate
862  * reclaim.  If it still appears to be reclaimable, move it to the tail of the
863  * inactive list.
864  */
865 void mem_cgroup_rotate_reclaimable_page(struct page *page)
866 {
867         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
868         struct page_cgroup *pc;
869         enum lru_list lru = page_lru(page);
870
871         if (mem_cgroup_disabled())
872                 return;
873
874         pc = lookup_page_cgroup(page);
875         /* unused or root page is not rotated. */
876         if (!PageCgroupUsed(pc))
877                 return;
878         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
879         smp_rmb();
880         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
881                 return;
882         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
883         list_move_tail(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
884 }
885
886 void mem_cgroup_rotate_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
887 {
888         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
889         struct page_cgroup *pc;
890
891         if (mem_cgroup_disabled())
892                 return;
893
894         pc = lookup_page_cgroup(page);
895         /* unused or root page is not rotated. */
896         if (!PageCgroupUsed(pc))
897                 return;
898         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
899         smp_rmb();
900         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
901                 return;
902         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
903         list_move(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
904 }
905
906 void mem_cgroup_add_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
907 {
908         struct page_cgroup *pc;
909         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
910
911         if (mem_cgroup_disabled())
912                 return;
913         pc = lookup_page_cgroup(page);
914         VM_BUG_ON(PageCgroupAcctLRU(pc));
915         if (!PageCgroupUsed(pc))
916                 return;
917         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
918         smp_rmb();
919         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
920         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
921         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) += 1 << compound_order(page);
922         SetPageCgroupAcctLRU(pc);
923         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
924                 return;
925         list_add(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
926 }
927
928 /*
929  * At handling SwapCache, pc->mem_cgroup may be changed while it's linked to
930  * lru because the page may.be reused after it's fully uncharged (because of
931  * SwapCache behavior).To handle that, unlink page_cgroup from LRU when charge
932  * it again. This function is only used to charge SwapCache. It's done under
933  * lock_page and expected that zone->lru_lock is never held.
934  */
935 static void mem_cgroup_lru_del_before_commit_swapcache(struct page *page)
936 {
937         unsigned long flags;
938         struct zone *zone = page_zone(page);
939         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
940
941         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
942         /*
943          * Forget old LRU when this page_cgroup is *not* used. This Used bit
944          * is guarded by lock_page() because the page is SwapCache.
945          */
946         if (!PageCgroupUsed(pc))
947                 mem_cgroup_del_lru_list(page, page_lru(page));
948         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
949 }
950
951 static void mem_cgroup_lru_add_after_commit_swapcache(struct page *page)
952 {
953         unsigned long flags;
954         struct zone *zone = page_zone(page);
955         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
956
957         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
958         /* link when the page is linked to LRU but page_cgroup isn't */
959         if (PageLRU(page) && !PageCgroupAcctLRU(pc))
960                 mem_cgroup_add_lru_list(page, page_lru(page));
961         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
962 }
963
964
965 void mem_cgroup_move_lists(struct page *page,
966                            enum lru_list from, enum lru_list to)
967 {
968         if (mem_cgroup_disabled())
969                 return;
970         mem_cgroup_del_lru_list(page, from);
971         mem_cgroup_add_lru_list(page, to);
972 }
973
974 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *mem)
975 {
976         int ret;
977         struct mem_cgroup *curr = NULL;
978         struct task_struct *p;
979
980         p = find_lock_task_mm(task);
981         if (!p)
982                 return 0;
983         curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
984         task_unlock(p);
985         if (!curr)
986                 return 0;
987         /*
988          * We should check use_hierarchy of "mem" not "curr". Because checking
989          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
990          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "mem" in *cgroup*
991          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "mem").
992          */
993         if (mem->use_hierarchy)
994                 ret = css_is_ancestor(&curr->css, &mem->css);
995         else
996                 ret = (curr == mem);
997         css_put(&curr->css);
998         return ret;
999 }
1000
1001 static int calc_inactive_ratio(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *present_pages)
1002 {
1003         unsigned long active;
1004         unsigned long inactive;
1005         unsigned long gb;
1006         unsigned long inactive_ratio;
1007
1008         inactive = mem_cgroup_get_local_zonestat(memcg, LRU_INACTIVE_ANON);
1009         active = mem_cgroup_get_local_zonestat(memcg, LRU_ACTIVE_ANON);
1010
1011         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1012         if (gb)
1013                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1014         else
1015                 inactive_ratio = 1;
1016
1017         if (present_pages) {
1018                 present_pages[0] = inactive;
1019                 present_pages[1] = active;
1020         }
1021
1022         return inactive_ratio;
1023 }
1024
1025 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg)
1026 {
1027         unsigned long active;
1028         unsigned long inactive;
1029         unsigned long present_pages[2];
1030         unsigned long inactive_ratio;
1031
1032         inactive_ratio = calc_inactive_ratio(memcg, present_pages);
1033
1034         inactive = present_pages[0];
1035         active = present_pages[1];
1036
1037         if (inactive * inactive_ratio < active)
1038                 return 1;
1039
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg)
1044 {
1045         unsigned long active;
1046         unsigned long inactive;
1047
1048         inactive = mem_cgroup_get_local_zonestat(memcg, LRU_INACTIVE_FILE);
1049         active = mem_cgroup_get_local_zonestat(memcg, LRU_ACTIVE_FILE);
1050
1051         return (active > inactive);
1052 }
1053
1054 unsigned long mem_cgroup_zone_nr_pages(struct mem_cgroup *memcg,
1055                                        struct zone *zone,
1056                                        enum lru_list lru)
1057 {
1058         int nid = zone_to_nid(zone);
1059         int zid = zone_idx(zone);
1060         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1061
1062         return MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru);
1063 }
1064
1065 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1066                                                       struct zone *zone)
1067 {
1068         int nid = zone_to_nid(zone);
1069         int zid = zone_idx(zone);
1070         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1071
1072         return &mz->reclaim_stat;
1073 }
1074
1075 struct zone_reclaim_stat *
1076 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1077 {
1078         struct page_cgroup *pc;
1079         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1080
1081         if (mem_cgroup_disabled())
1082                 return NULL;
1083
1084         pc = lookup_page_cgroup(page);
1085         if (!PageCgroupUsed(pc))
1086                 return NULL;
1087         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1088         smp_rmb();
1089         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1090         return &mz->reclaim_stat;
1091 }
1092
1093 unsigned long mem_cgroup_isolate_pages(unsigned long nr_to_scan,
1094                                         struct list_head *dst,
1095                                         unsigned long *scanned, int order,
1096                                         int mode, struct zone *z,
1097                                         struct mem_cgroup *mem_cont,
1098                                         int active, int file)
1099 {
1100         unsigned long nr_taken = 0;
1101         struct page *page;
1102         unsigned long scan;
1103         LIST_HEAD(pc_list);
1104         struct list_head *src;
1105         struct page_cgroup *pc, *tmp;
1106         int nid = zone_to_nid(z);
1107         int zid = zone_idx(z);
1108         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1109         int lru = LRU_FILE * file + active;
1110         int ret;
1111
1112         BUG_ON(!mem_cont);
1113         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
1114         src = &mz->lists[lru];
1115
1116         scan = 0;
1117         list_for_each_entry_safe_reverse(pc, tmp, src, lru) {
1118                 if (scan >= nr_to_scan)
1119                         break;
1120
1121                 if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
1122                         continue;
1123
1124                 page = lookup_cgroup_page(pc);
1125
1126                 if (unlikely(!PageLRU(page)))
1127                         continue;
1128
1129                 scan++;
1130                 ret = __isolate_lru_page(page, mode, file);
1131                 switch (ret) {
1132                 case 0:
1133                         list_move(&page->lru, dst);
1134                         mem_cgroup_del_lru(page);
1135                         nr_taken += hpage_nr_pages(page);
1136                         break;
1137                 case -EBUSY:
1138                         /* we don't affect global LRU but rotate in our LRU */
1139                         mem_cgroup_rotate_lru_list(page, page_lru(page));
1140                         break;
1141                 default:
1142                         break;
1143                 }
1144         }
1145
1146         *scanned = scan;
1147
1148         trace_mm_vmscan_memcg_isolate(0, nr_to_scan, scan, nr_taken,
1149                                       0, 0, 0, mode);
1150
1151         return nr_taken;
1152 }
1153
1154 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1155         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1156
1157 /**
1158  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1159  * @mem: the memory cgroup
1160  *
1161  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1162  * pages.
1163  */
1164 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *mem)
1165 {
1166         unsigned long long margin;
1167
1168         margin = res_counter_margin(&mem->res);
1169         if (do_swap_account)
1170                 margin = min(margin, res_counter_margin(&mem->memsw));
1171         return margin >> PAGE_SHIFT;
1172 }
1173
1174 static unsigned int get_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1175 {
1176         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1177
1178         /* root ? */
1179         if (cgrp->parent == NULL)
1180                 return vm_swappiness;
1181
1182         return memcg->swappiness;
1183 }
1184
1185 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *mem)
1186 {
1187         int cpu;
1188
1189         get_online_cpus();
1190         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
1191         for_each_online_cpu(cpu)
1192                 per_cpu(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) += 1;
1193         mem->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] += 1;
1194         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
1195         put_online_cpus();
1196
1197         synchronize_rcu();
1198 }
1199
1200 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *mem)
1201 {
1202         int cpu;
1203
1204         if (!mem)
1205                 return;
1206         get_online_cpus();
1207         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
1208         for_each_online_cpu(cpu)
1209                 per_cpu(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) -= 1;
1210         mem->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] -= 1;
1211         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
1212         put_online_cpus();
1213 }
1214 /*
1215  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1216  *
1217  * mem_cgroup_stealed() - checking a cgroup is mc.from or not. This is used
1218  *                        for avoiding race in accounting. If true,
1219  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1220  *
1221  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1222  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1223  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1224  */
1225
1226 static bool mem_cgroup_stealed(struct mem_cgroup *mem)
1227 {
1228         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1229         return this_cpu_read(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE]) > 0;
1230 }
1231
1232 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *mem)
1233 {
1234         struct mem_cgroup *from;
1235         struct mem_cgroup *to;
1236         bool ret = false;
1237         /*
1238          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1239          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1240          */
1241         spin_lock(&mc.lock);
1242         from = mc.from;
1243         to = mc.to;
1244         if (!from)
1245                 goto unlock;
1246         if (from == mem || to == mem
1247             || (mem->use_hierarchy && css_is_ancestor(&from->css, &mem->css))
1248             || (mem->use_hierarchy && css_is_ancestor(&to->css, &mem->css)))
1249                 ret = true;
1250 unlock:
1251         spin_unlock(&mc.lock);
1252         return ret;
1253 }
1254
1255 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *mem)
1256 {
1257         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1258                 if (mem_cgroup_under_move(mem)) {
1259                         DEFINE_WAIT(wait);
1260                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1261                         /* moving charge context might have finished. */
1262                         if (mc.moving_task)
1263                                 schedule();
1264                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1265                         return true;
1266                 }
1267         }
1268         return false;
1269 }
1270
1271 /**
1272  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1273  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1274  * @p: Task that is going to be killed
1275  *
1276  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1277  * enabled
1278  */
1279 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1280 {
1281         struct cgroup *task_cgrp;
1282         struct cgroup *mem_cgrp;
1283         /*
1284          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1285          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1286          * If this assumption is broken, revisit this code.
1287          */
1288         static char memcg_name[PATH_MAX];
1289         int ret;
1290
1291         if (!memcg || !p)
1292                 return;
1293
1294
1295         rcu_read_lock();
1296
1297         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1298         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1299
1300         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1301         if (ret < 0) {
1302                 /*
1303                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1304                  * But we'll still print out the usage information
1305                  */
1306                 rcu_read_unlock();
1307                 goto done;
1308         }
1309         rcu_read_unlock();
1310
1311         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1312
1313         rcu_read_lock();
1314         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1315         if (ret < 0) {
1316                 rcu_read_unlock();
1317                 goto done;
1318         }
1319         rcu_read_unlock();
1320
1321         /*
1322          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1323          */
1324         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1325 done:
1326
1327         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1328                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1329                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1330                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1331         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1332                 "failcnt %llu\n",
1333                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1334                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1335                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1336 }
1337
1338 /*
1339  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1340  * 1(self count) if no children.
1341  */
1342 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *mem)
1343 {
1344         int num = 0;
1345         struct mem_cgroup *iter;
1346
1347         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
1348                 num++;
1349         return num;
1350 }
1351
1352 /*
1353  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1354  */
1355 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1356 {
1357         u64 limit;
1358         u64 memsw;
1359
1360         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1361         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1362
1363         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1364         /*
1365          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1366          * to this memcg, return that limit.
1367          */
1368         return min(limit, memsw);
1369 }
1370
1371 /*
1372  * Visit the first child (need not be the first child as per the ordering
1373  * of the cgroup list, since we track last_scanned_child) of @mem and use
1374  * that to reclaim free pages from.
1375  */
1376 static struct mem_cgroup *
1377 mem_cgroup_select_victim(struct mem_cgroup *root_mem)
1378 {
1379         struct mem_cgroup *ret = NULL;
1380         struct cgroup_subsys_state *css;
1381         int nextid, found;
1382
1383         if (!root_mem->use_hierarchy) {
1384                 css_get(&root_mem->css);
1385                 ret = root_mem;
1386         }
1387
1388         while (!ret) {
1389                 rcu_read_lock();
1390                 nextid = root_mem->last_scanned_child + 1;
1391                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, nextid, &root_mem->css,
1392                                    &found);
1393                 if (css && css_tryget(css))
1394                         ret = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
1395
1396                 rcu_read_unlock();
1397                 /* Updates scanning parameter */
1398                 if (!css) {
1399                         /* this means start scan from ID:1 */
1400                         root_mem->last_scanned_child = 0;
1401                 } else
1402                         root_mem->last_scanned_child = found;
1403         }
1404
1405         return ret;
1406 }
1407
1408 /*
1409  * Scan the hierarchy if needed to reclaim memory. We remember the last child
1410  * we reclaimed from, so that we don't end up penalizing one child extensively
1411  * based on its position in the children list.
1412  *
1413  * root_mem is the original ancestor that we've been reclaim from.
1414  *
1415  * We give up and return to the caller when we visit root_mem twice.
1416  * (other groups can be removed while we're walking....)
1417  *
1418  * If shrink==true, for avoiding to free too much, this returns immedieately.
1419  */
1420 static int mem_cgroup_hierarchical_reclaim(struct mem_cgroup *root_mem,
1421                                                 struct zone *zone,
1422                                                 gfp_t gfp_mask,
1423                                                 unsigned long reclaim_options)
1424 {
1425         struct mem_cgroup *victim;
1426         int ret, total = 0;
1427         int loop = 0;
1428         bool noswap = reclaim_options & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
1429         bool shrink = reclaim_options & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK;
1430         bool check_soft = reclaim_options & MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT;
1431         unsigned long excess;
1432
1433         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_mem->res) >> PAGE_SHIFT;
1434
1435         /* If memsw_is_minimum==1, swap-out is of-no-use. */
1436         if (root_mem->memsw_is_minimum)
1437                 noswap = true;
1438
1439         while (1) {
1440                 victim = mem_cgroup_select_victim(root_mem);
1441                 if (victim == root_mem) {
1442                         loop++;
1443                         if (loop >= 1)
1444                                 drain_all_stock_async();
1445                         if (loop >= 2) {
1446                                 /*
1447                                  * If we have not been able to reclaim
1448                                  * anything, it might because there are
1449                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1450                                  */
1451                                 if (!check_soft || !total) {
1452                                         css_put(&victim->css);
1453                                         break;
1454                                 }
1455                                 /*
1456                                  * We want to do more targetted reclaim.
1457                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1458                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1459                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1460                                  */
1461                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1462                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS)) {
1463                                         css_put(&victim->css);
1464                                         break;
1465                                 }
1466                         }
1467                 }
1468                 if (!mem_cgroup_local_usage(victim)) {
1469                         /* this cgroup's local usage == 0 */
1470                         css_put(&victim->css);
1471                         continue;
1472                 }
1473                 /* we use swappiness of local cgroup */
1474                 if (check_soft)
1475                         ret = mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask,
1476                                 noswap, get_swappiness(victim), zone);
1477                 else
1478                         ret = try_to_free_mem_cgroup_pages(victim, gfp_mask,
1479                                                 noswap, get_swappiness(victim));
1480                 css_put(&victim->css);
1481                 /*
1482                  * At shrinking usage, we can't check we should stop here or
1483                  * reclaim more. It's depends on callers. last_scanned_child
1484                  * will work enough for keeping fairness under tree.
1485                  */
1486                 if (shrink)
1487                         return ret;
1488                 total += ret;
1489                 if (check_soft) {
1490                         if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_mem->res))
1491                                 return total;
1492                 } else if (mem_cgroup_margin(root_mem))
1493                         return 1 + total;
1494         }
1495         return total;
1496 }
1497
1498 /*
1499  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1500  * If someone is running, return false.
1501  */
1502 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *mem)
1503 {
1504         int x, lock_count = 0;
1505         struct mem_cgroup *iter;
1506
1507         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem) {
1508                 x = atomic_inc_return(&iter->oom_lock);
1509                 lock_count = max(x, lock_count);
1510         }
1511
1512         if (lock_count == 1)
1513                 return true;
1514         return false;
1515 }
1516
1517 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *mem)
1518 {
1519         struct mem_cgroup *iter;
1520
1521         /*
1522          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1523          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1524          * atomic_add_unless() here.
1525          */
1526         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
1527                 atomic_add_unless(&iter->oom_lock, -1, 0);
1528         return 0;
1529 }
1530
1531
1532 static DEFINE_MUTEX(memcg_oom_mutex);
1533 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1534
1535 struct oom_wait_info {
1536         struct mem_cgroup *mem;
1537         wait_queue_t    wait;
1538 };
1539
1540 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1541         unsigned mode, int sync, void *arg)
1542 {
1543         struct mem_cgroup *wake_mem = (struct mem_cgroup *)arg;
1544         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1545
1546         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1547
1548         if (oom_wait_info->mem == wake_mem)
1549                 goto wakeup;
1550         /* if no hierarchy, no match */
1551         if (!oom_wait_info->mem->use_hierarchy || !wake_mem->use_hierarchy)
1552                 return 0;
1553         /*
1554          * Both of oom_wait_info->mem and wake_mem are stable under us.
1555          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1556          */
1557         if (!css_is_ancestor(&oom_wait_info->mem->css, &wake_mem->css) &&
1558             !css_is_ancestor(&wake_mem->css, &oom_wait_info->mem->css))
1559                 return 0;
1560
1561 wakeup:
1562         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1563 }
1564
1565 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *mem)
1566 {
1567         /* for filtering, pass "mem" as argument. */
1568         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, mem);
1569 }
1570
1571 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *mem)
1572 {
1573         if (mem && atomic_read(&mem->oom_lock))
1574                 memcg_wakeup_oom(mem);
1575 }
1576
1577 /*
1578  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1579  */
1580 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *mem, gfp_t mask)
1581 {
1582         struct oom_wait_info owait;
1583         bool locked, need_to_kill;
1584
1585         owait.mem = mem;
1586         owait.wait.flags = 0;
1587         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1588         owait.wait.private = current;
1589         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1590         need_to_kill = true;
1591         /* At first, try to OOM lock hierarchy under mem.*/
1592         mutex_lock(&memcg_oom_mutex);
1593         locked = mem_cgroup_oom_lock(mem);
1594         /*
1595          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1596          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1597          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1598          */
1599         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1600         if (!locked || mem->oom_kill_disable)
1601                 need_to_kill = false;
1602         if (locked)
1603                 mem_cgroup_oom_notify(mem);
1604         mutex_unlock(&memcg_oom_mutex);
1605
1606         if (need_to_kill) {
1607                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1608                 mem_cgroup_out_of_memory(mem, mask);
1609         } else {
1610                 schedule();
1611                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1612         }
1613         mutex_lock(&memcg_oom_mutex);
1614         mem_cgroup_oom_unlock(mem);
1615         memcg_wakeup_oom(mem);
1616         mutex_unlock(&memcg_oom_mutex);
1617
1618         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1619                 return false;
1620         /* Give chance to dying process */
1621         schedule_timeout(1);
1622         return true;
1623 }
1624
1625 /*
1626  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1627  * generalized to update other statistics as well.
1628  *
1629  * Notes: Race condition
1630  *
1631  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1632  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1633  * to do so _always_.
1634  *
1635  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1636  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1637  * are no race with "charge".
1638  *
1639  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1640  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1641  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1642  * by flags.
1643  *
1644  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1645  * small, we check MEM_CGROUP_ON_MOVE percpu value and detect there are
1646  * possibility of race condition. If there is, we take a lock.
1647  */
1648
1649 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1650                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1651 {
1652         struct mem_cgroup *mem;
1653         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1654         bool need_unlock = false;
1655         unsigned long uninitialized_var(flags);
1656
1657         if (unlikely(!pc))
1658                 return;
1659
1660         rcu_read_lock();
1661         mem = pc->mem_cgroup;
1662         if (unlikely(!mem || !PageCgroupUsed(pc)))
1663                 goto out;
1664         /* pc->mem_cgroup is unstable ? */
1665         if (unlikely(mem_cgroup_stealed(mem)) || PageTransHuge(page)) {
1666                 /* take a lock against to access pc->mem_cgroup */
1667                 move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
1668                 need_unlock = true;
1669                 mem = pc->mem_cgroup;
1670                 if (!mem || !PageCgroupUsed(pc))
1671                         goto out;
1672         }
1673
1674         switch (idx) {
1675         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1676                 if (val > 0)
1677                         SetPageCgroupFileMapped(pc);
1678                 else if (!page_mapped(page))
1679                         ClearPageCgroupFileMapped(pc);
1680                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1681                 break;
1682         default:
1683                 BUG();
1684         }
1685
1686         this_cpu_add(mem->stat->count[idx], val);
1687
1688 out:
1689         if (unlikely(need_unlock))
1690                 move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
1691         rcu_read_unlock();
1692         return;
1693 }
1694 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_update_page_stat);
1695
1696 /*
1697  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1698  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1699  */
1700 #define CHARGE_BATCH    32U
1701 struct memcg_stock_pcp {
1702         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1703         unsigned int nr_pages;
1704         struct work_struct work;
1705 };
1706 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1707 static atomic_t memcg_drain_count;
1708
1709 /*
1710  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
1711  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
1712  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
1713  * refilled.
1714  */
1715 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *mem)
1716 {
1717         struct memcg_stock_pcp *stock;
1718         bool ret = true;
1719
1720         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1721         if (mem == stock->cached && stock->nr_pages)
1722                 stock->nr_pages--;
1723         else /* need to call res_counter_charge */
1724                 ret = false;
1725         put_cpu_var(memcg_stock);
1726         return ret;
1727 }
1728
1729 /*
1730  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
1731  */
1732 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1733 {
1734         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1735
1736         if (stock->nr_pages) {
1737                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
1738
1739                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
1740                 if (do_swap_account)
1741                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
1742                 stock->nr_pages = 0;
1743         }
1744         stock->cached = NULL;
1745 }
1746
1747 /*
1748  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1749  * a thread which is pinned to local cpu.
1750  */
1751 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1752 {
1753         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
1754         drain_stock(stock);
1755 }
1756
1757 /*
1758  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
1759  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1760  */
1761 static void refill_stock(struct mem_cgroup *mem, unsigned int nr_pages)
1762 {
1763         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1764
1765         if (stock->cached != mem) { /* reset if necessary */
1766                 drain_stock(stock);
1767                 stock->cached = mem;
1768         }
1769         stock->nr_pages += nr_pages;
1770         put_cpu_var(memcg_stock);
1771 }
1772
1773 /*
1774  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
1775  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
1776  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
1777  * it.
1778  */
1779 static void drain_all_stock_async(void)
1780 {
1781         int cpu;
1782         /* This function is for scheduling "drain" in asynchronous way.
1783          * The result of "drain" is not directly handled by callers. Then,
1784          * if someone is calling drain, we don't have to call drain more.
1785          * Anyway, WORK_STRUCT_PENDING check in queue_work_on() will catch if
1786          * there is a race. We just do loose check here.
1787          */
1788         if (atomic_read(&memcg_drain_count))
1789                 return;
1790         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1791         atomic_inc(&memcg_drain_count);
1792         get_online_cpus();
1793         for_each_online_cpu(cpu) {
1794                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1795                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1796         }
1797         put_online_cpus();
1798         atomic_dec(&memcg_drain_count);
1799         /* We don't wait for flush_work */
1800 }
1801
1802 /* This is a synchronous drain interface. */
1803 static void drain_all_stock_sync(void)
1804 {
1805         /* called when force_empty is called */
1806         atomic_inc(&memcg_drain_count);
1807         schedule_on_each_cpu(drain_local_stock);
1808         atomic_dec(&memcg_drain_count);
1809 }
1810
1811 /*
1812  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
1813  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
1814  */
1815 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *mem, int cpu)
1816 {
1817         int i;
1818
1819         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
1820         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
1821                 long x = per_cpu(mem->stat->count[i], cpu);
1822
1823                 per_cpu(mem->stat->count[i], cpu) = 0;
1824                 mem->nocpu_base.count[i] += x;
1825         }
1826         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
1827                 unsigned long x = per_cpu(mem->stat->events[i], cpu);
1828
1829                 per_cpu(mem->stat->events[i], cpu) = 0;
1830                 mem->nocpu_base.events[i] += x;
1831         }
1832         /* need to clear ON_MOVE value, works as a kind of lock. */
1833         per_cpu(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) = 0;
1834         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
1835 }
1836
1837 static void synchronize_mem_cgroup_on_move(struct mem_cgroup *mem, int cpu)
1838 {
1839         int idx = MEM_CGROUP_ON_MOVE;
1840
1841         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
1842         per_cpu(mem->stat->count[idx], cpu) = mem->nocpu_base.count[idx];
1843         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
1844 }
1845
1846 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1847                                         unsigned long action,
1848                                         void *hcpu)
1849 {
1850         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1851         struct memcg_stock_pcp *stock;
1852         struct mem_cgroup *iter;
1853
1854         if ((action == CPU_ONLINE)) {
1855                 for_each_mem_cgroup_all(iter)
1856                         synchronize_mem_cgroup_on_move(iter, cpu);
1857                 return NOTIFY_OK;
1858         }
1859
1860         if ((action != CPU_DEAD) || action != CPU_DEAD_FROZEN)
1861                 return NOTIFY_OK;
1862
1863         for_each_mem_cgroup_all(iter)
1864                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
1865
1866         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1867         drain_stock(stock);
1868         return NOTIFY_OK;
1869 }
1870
1871
1872 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
1873 enum {
1874         CHARGE_OK,              /* success */
1875         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
1876         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
1877         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
1878         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
1879 };
1880
1881 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *mem, gfp_t gfp_mask,
1882                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
1883 {
1884         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
1885         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
1886         struct res_counter *fail_res;
1887         unsigned long flags = 0;
1888         int ret;
1889
1890         ret = res_counter_charge(&mem->res, csize, &fail_res);
1891
1892         if (likely(!ret)) {
1893                 if (!do_swap_account)
1894                         return CHARGE_OK;
1895                 ret = res_counter_charge(&mem->memsw, csize, &fail_res);
1896                 if (likely(!ret))
1897                         return CHARGE_OK;
1898
1899                 res_counter_uncharge(&mem->res, csize);
1900                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
1901                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
1902         } else
1903                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
1904         /*
1905          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
1906          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
1907          *
1908          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
1909          * single page instead.
1910          */
1911         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
1912                 return CHARGE_RETRY;
1913
1914         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
1915                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
1916
1917         ret = mem_cgroup_hierarchical_reclaim(mem_over_limit, NULL,
1918                                               gfp_mask, flags);
1919         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
1920                 return CHARGE_RETRY;
1921         /*
1922          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
1923          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
1924          * before killing the task.
1925          *
1926          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
1927          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
1928          * to regular pages anyway in case of failure.
1929          */
1930         if (nr_pages == 1 && ret)
1931                 return CHARGE_RETRY;
1932
1933         /*
1934          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
1935          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
1936          */
1937         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
1938                 return CHARGE_RETRY;
1939
1940         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
1941         if (!oom_check)
1942                 return CHARGE_NOMEM;
1943         /* check OOM */
1944         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask))
1945                 return CHARGE_OOM_DIE;
1946
1947         return CHARGE_RETRY;
1948 }
1949
1950 /*
1951  * Unlike exported interface, "oom" parameter is added. if oom==true,
1952  * oom-killer can be invoked.
1953  */
1954 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
1955                                    gfp_t gfp_mask,
1956                                    unsigned int nr_pages,
1957                                    struct mem_cgroup **memcg,
1958                                    bool oom)
1959 {
1960         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
1961         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
1962         struct mem_cgroup *mem = NULL;
1963         int ret;
1964
1965         /*
1966          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
1967          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
1968          * MEMDIE process.
1969          */
1970         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
1971                      || fatal_signal_pending(current)))
1972                 goto bypass;
1973
1974         /*
1975          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
1976          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
1977          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
1978          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
1979          */
1980         if (!*memcg && !mm)
1981                 goto bypass;
1982 again:
1983         if (*memcg) { /* css should be a valid one */
1984                 mem = *memcg;
1985                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&mem->css));
1986                 if (mem_cgroup_is_root(mem))
1987                         goto done;
1988                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(mem))
1989                         goto done;
1990                 css_get(&mem->css);
1991         } else {
1992                 struct task_struct *p;
1993
1994                 rcu_read_lock();
1995                 p = rcu_dereference(mm->owner);
1996                 /*
1997                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
1998                  * In that case, "mem" can point to root or p can be NULL with
1999                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2000                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2001                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2002                  * small race, here.
2003                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2004                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2005                  */
2006                 mem = mem_cgroup_from_task(p);
2007                 if (!mem || mem_cgroup_is_root(mem)) {
2008                         rcu_read_unlock();
2009                         goto done;
2010                 }
2011                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(mem)) {
2012                         /*
2013                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2014                          * But considering how consume_stok works, it's not
2015                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2016                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2017                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2018                          * calling consume_stock().
2019                          */
2020                         rcu_read_unlock();
2021                         goto done;
2022                 }
2023                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2024                 if (!css_tryget(&mem->css)) {
2025                         rcu_read_unlock();
2026                         goto again;
2027                 }
2028                 rcu_read_unlock();
2029         }
2030
2031         do {
2032                 bool oom_check;
2033
2034                 /* If killed, bypass charge */
2035                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2036                         css_put(&mem->css);
2037                         goto bypass;
2038                 }
2039
2040                 oom_check = false;
2041                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2042                         oom_check = true;
2043                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2044                 }
2045
2046                 ret = mem_cgroup_do_charge(mem, gfp_mask, batch, oom_check);
2047                 switch (ret) {
2048                 case CHARGE_OK:
2049                         break;
2050                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2051                         batch = nr_pages;
2052                         css_put(&mem->css);
2053                         mem = NULL;
2054                         goto again;
2055                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2056                         css_put(&mem->css);
2057                         goto nomem;
2058                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2059                         if (!oom) {
2060                                 css_put(&mem->css);
2061                                 goto nomem;
2062                         }
2063                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2064                         nr_oom_retries--;
2065                         break;
2066                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2067                         css_put(&mem->css);
2068                         goto bypass;
2069                 }
2070         } while (ret != CHARGE_OK);
2071
2072         if (batch > nr_pages)
2073                 refill_stock(mem, batch - nr_pages);
2074         css_put(&mem->css);
2075 done:
2076         *memcg = mem;
2077         return 0;
2078 nomem:
2079         *memcg = NULL;
2080         return -ENOMEM;
2081 bypass:
2082         *memcg = NULL;
2083         return 0;
2084 }
2085
2086 /*
2087  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2088  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2089  * gotten by try_charge().
2090  */
2091 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *mem,
2092                                        unsigned int nr_pages)
2093 {
2094         if (!mem_cgroup_is_root(mem)) {
2095                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2096
2097                 res_counter_uncharge(&mem->res, bytes);
2098                 if (do_swap_account)
2099                         res_counter_uncharge(&mem->memsw, bytes);
2100         }
2101 }
2102
2103 /*
2104  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2105  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2106  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2107  * memcg.)
2108  */
2109 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2110 {
2111         struct cgroup_subsys_state *css;
2112
2113         /* ID 0 is unused ID */
2114         if (!id)
2115                 return NULL;
2116         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2117         if (!css)
2118                 return NULL;
2119         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2120 }
2121
2122 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2123 {
2124         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2125         struct page_cgroup *pc;
2126         unsigned short id;
2127         swp_entry_t ent;
2128
2129         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2130
2131         pc = lookup_page_cgroup(page);
2132         lock_page_cgroup(pc);
2133         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2134                 mem = pc->mem_cgroup;
2135                 if (mem && !css_tryget(&mem->css))
2136                         mem = NULL;
2137         } else if (PageSwapCache(page)) {
2138                 ent.val = page_private(page);
2139                 id = lookup_swap_cgroup(ent);
2140                 rcu_read_lock();
2141                 mem = mem_cgroup_lookup(id);
2142                 if (mem && !css_tryget(&mem->css))
2143                         mem = NULL;
2144                 rcu_read_unlock();
2145         }
2146         unlock_page_cgroup(pc);
2147         return mem;
2148 }
2149
2150 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *mem,
2151                                        struct page *page,
2152                                        unsigned int nr_pages,
2153                                        struct page_cgroup *pc,
2154                                        enum charge_type ctype)
2155 {
2156         lock_page_cgroup(pc);
2157         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2158                 unlock_page_cgroup(pc);
2159                 __mem_cgroup_cancel_charge(mem, nr_pages);
2160                 return;
2161         }
2162         /*
2163          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2164          * accessed by any other context at this point.
2165          */
2166         pc->mem_cgroup = mem;
2167         /*
2168          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2169          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2170          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2171          * before USED bit, we need memory barrier here.
2172          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2173          */
2174         smp_wmb();
2175         switch (ctype) {
2176         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE:
2177         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM:
2178                 SetPageCgroupCache(pc);
2179                 SetPageCgroupUsed(pc);
2180                 break;
2181         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2182                 ClearPageCgroupCache(pc);
2183                 SetPageCgroupUsed(pc);
2184                 break;
2185         default:
2186                 break;
2187         }
2188
2189         mem_cgroup_charge_statistics(mem, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2190         unlock_page_cgroup(pc);
2191         /*
2192          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2193          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2194          * if they exceeds softlimit.
2195          */
2196         memcg_check_events(mem, page);
2197 }
2198
2199 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2200
2201 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MOVE_LOCK) |\
2202                         (1 << PCG_ACCT_LRU) | (1 << PCG_MIGRATION))
2203 /*
2204  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2205  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compund_lock.
2206  */
2207 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head, struct page *tail)
2208 {
2209         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2210         struct page_cgroup *tail_pc = lookup_page_cgroup(tail);
2211         unsigned long flags;
2212
2213         if (mem_cgroup_disabled())
2214                 return;
2215         /*
2216          * We have no races with charge/uncharge but will have races with
2217          * page state accounting.
2218          */
2219         move_lock_page_cgroup(head_pc, &flags);
2220
2221         tail_pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2222         smp_wmb(); /* see __commit_charge() */
2223         if (PageCgroupAcctLRU(head_pc)) {
2224                 enum lru_list lru;
2225                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
2226
2227                 /*
2228                  * LRU flags cannot be copied because we need to add tail
2229                  *.page to LRU by generic call and our hook will be called.
2230                  * We hold lru_lock, then, reduce counter directly.
2231                  */
2232                 lru = page_lru(head);
2233                 mz = page_cgroup_zoneinfo(head_pc->mem_cgroup, head);
2234                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1;
2235         }
2236         tail_pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2237         move_unlock_page_cgroup(head_pc, &flags);
2238 }
2239 #endif
2240
2241 /**
2242  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2243  * @page: the page
2244  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2245  * @pc: page_cgroup of the page.
2246  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2247  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2248  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2249  *
2250  * The caller must confirm following.
2251  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2252  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2253  *
2254  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2255  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be usefull). If @uncharge is
2256  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2257  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2258  */
2259 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2260                                    unsigned int nr_pages,
2261                                    struct page_cgroup *pc,
2262                                    struct mem_cgroup *from,
2263                                    struct mem_cgroup *to,
2264                                    bool uncharge)
2265 {
2266         unsigned long flags;
2267         int ret;
2268
2269         VM_BUG_ON(from == to);
2270         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2271         /*
2272          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2273          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2274          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2275          * hold it.
2276          */
2277         ret = -EBUSY;
2278         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2279                 goto out;
2280
2281         lock_page_cgroup(pc);
2282
2283         ret = -EINVAL;
2284         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2285                 goto unlock;
2286
2287         move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
2288
2289         if (PageCgroupFileMapped(pc)) {
2290                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2291                 preempt_disable();
2292                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2293                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2294                 preempt_enable();
2295         }
2296         mem_cgroup_charge_statistics(from, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2297         if (uncharge)
2298                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2299                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2300
2301         /* caller should have done css_get */
2302         pc->mem_cgroup = to;
2303         mem_cgroup_charge_statistics(to, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2304         /*
2305          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2306          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2307          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2308          * garanteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2309          * status here.
2310          */
2311         move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2312         ret = 0;
2313 unlock:
2314         unlock_page_cgroup(pc);
2315         /*
2316          * check events
2317          */
2318         memcg_check_events(to, page);
2319         memcg_check_events(from, page);
2320 out:
2321         return ret;
2322 }
2323
2324 /*
2325  * move charges to its parent.
2326  */
2327
2328 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2329                                   struct page_cgroup *pc,
2330                                   struct mem_cgroup *child,
2331                                   gfp_t gfp_mask)
2332 {
2333         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2334         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2335         struct mem_cgroup *parent;
2336         unsigned int nr_pages;
2337         unsigned long uninitialized_var(flags);
2338         int ret;
2339
2340         /* Is ROOT ? */
2341         if (!pcg)
2342                 return -EINVAL;
2343
2344         ret = -EBUSY;
2345         if (!get_page_unless_zero(page))
2346                 goto out;
2347         if (isolate_lru_page(page))
2348                 goto put;
2349
2350         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2351
2352         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2353         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2354         if (ret || !parent)
2355                 goto put_back;
2356
2357         if (nr_pages > 1)
2358                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2359
2360         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2361         if (ret)
2362                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2363
2364         if (nr_pages > 1)
2365                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2366 put_back:
2367         putback_lru_page(page);
2368 put:
2369         put_page(page);
2370 out:
2371         return ret;
2372 }
2373
2374 /*
2375  * Charge the memory controller for page usage.
2376  * Return
2377  * 0 if the charge was successful
2378  * < 0 if the cgroup is over its limit
2379  */
2380 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2381                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2382 {
2383         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2384         unsigned int nr_pages = 1;
2385         struct page_cgroup *pc;
2386         bool oom = true;
2387         int ret;
2388
2389         if (PageTransHuge(page)) {
2390                 nr_pages <<= compound_order(page);
2391                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2392                 /*
2393                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2394                  * fault handler will fall back to regular pages.
2395                  */
2396                 oom = false;
2397         }
2398
2399         pc = lookup_page_cgroup(page);
2400         BUG_ON(!pc); /* XXX: remove this and move pc lookup into commit */
2401
2402         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &mem, oom);
2403         if (ret || !mem)
2404                 return ret;
2405
2406         __mem_cgroup_commit_charge(mem, page, nr_pages, pc, ctype);
2407         return 0;
2408 }
2409
2410 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2411                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2412 {
2413         if (mem_cgroup_disabled())
2414                 return 0;
2415         /*
2416          * If already mapped, we don't have to account.
2417          * If page cache, page->mapping has address_space.
2418          * But page->mapping may have out-of-use anon_vma pointer,
2419          * detecit it by PageAnon() check. newly-mapped-anon's page->mapping
2420          * is NULL.
2421          */
2422         if (page_mapped(page) || (page->mapping && !PageAnon(page)))
2423                 return 0;
2424         if (unlikely(!mm))
2425                 mm = &init_mm;
2426         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2427                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2428 }
2429
2430 static void
2431 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2432                                         enum charge_type ctype);
2433
2434 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2435                                 gfp_t gfp_mask)
2436 {
2437         int ret;
2438
2439         if (mem_cgroup_disabled())
2440                 return 0;
2441         if (PageCompound(page))
2442                 return 0;
2443         /*
2444          * Corner case handling. This is called from add_to_page_cache()
2445          * in usual. But some FS (shmem) precharges this page before calling it
2446          * and call add_to_page_cache() with GFP_NOWAIT.
2447          *
2448          * For GFP_NOWAIT case, the page may be pre-charged before calling
2449          * add_to_page_cache(). (See shmem.c) check it here and avoid to call
2450          * charge twice. (It works but has to pay a bit larger cost.)
2451          * And when the page is SwapCache, it should take swap information
2452          * into account. This is under lock_page() now.
2453          */
2454         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT)) {
2455                 struct page_cgroup *pc;
2456
2457                 pc = lookup_page_cgroup(page);
2458                 if (!pc)
2459                         return 0;
2460                 lock_page_cgroup(pc);
2461                 if (PageCgroupUsed(pc)) {
2462                         unlock_page_cgroup(pc);
2463                         return 0;
2464                 }
2465                 unlock_page_cgroup(pc);
2466         }
2467
2468         if (unlikely(!mm))
2469                 mm = &init_mm;
2470
2471         if (page_is_file_cache(page))
2472                 return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2473                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
2474
2475         /* shmem */
2476         if (PageSwapCache(page)) {
2477                 struct mem_cgroup *mem;
2478
2479                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &mem);
2480                 if (!ret)
2481                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, mem,
2482                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2483         } else
2484                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2485                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2486
2487         return ret;
2488 }
2489
2490 /*
2491  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2492  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2493  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2494  * "commit()" or removed by "cancel()"
2495  */
2496 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2497                                  struct page *page,
2498                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **ptr)
2499 {
2500         struct mem_cgroup *mem;
2501         int ret;
2502
2503         *ptr = NULL;
2504
2505         if (mem_cgroup_disabled())
2506                 return 0;
2507
2508         if (!do_swap_account)
2509                 goto charge_cur_mm;
2510         /*
2511          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2512          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2513          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2514          * KSM case which does need to charge the page.
2515          */
2516         if (!PageSwapCache(page))
2517                 goto charge_cur_mm;
2518         mem = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2519         if (!mem)
2520                 goto charge_cur_mm;
2521         *ptr = mem;
2522         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, ptr, true);
2523         css_put(&mem->css);
2524         return ret;
2525 charge_cur_mm:
2526         if (unlikely(!mm))
2527                 mm = &init_mm;
2528         return __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, ptr, true);
2529 }
2530
2531 static void
2532 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2533                                         enum charge_type ctype)
2534 {
2535         struct page_cgroup *pc;
2536
2537         if (mem_cgroup_disabled())
2538                 return;
2539         if (!ptr)
2540                 return;
2541         cgroup_exclude_rmdir(&ptr->css);
2542         pc = lookup_page_cgroup(page);
2543         mem_cgroup_lru_del_before_commit_swapcache(page);
2544         __mem_cgroup_commit_charge(ptr, page, 1, pc, ctype);
2545         mem_cgroup_lru_add_after_commit_swapcache(page);
2546         /*
2547          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2548          * counted both as mem and swap....double count.
2549          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2550          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2551          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2552          */
2553         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2554                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2555                 unsigned short id;
2556                 struct mem_cgroup *memcg;
2557
2558                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2559                 rcu_read_lock();
2560                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2561                 if (memcg) {
2562                         /*
2563                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2564                          * calling css_tryget
2565                          */
2566                         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
2567                                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
2568                         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
2569                         mem_cgroup_put(memcg);
2570                 }
2571                 rcu_read_unlock();
2572         }
2573         /*
2574          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2575          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2576          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2577          */
2578         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&ptr->css);
2579 }
2580
2581 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr)
2582 {
2583         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, ptr,
2584                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2585 }
2586
2587 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *mem)
2588 {
2589         if (mem_cgroup_disabled())
2590                 return;
2591         if (!mem)
2592                 return;
2593         __mem_cgroup_cancel_charge(mem, 1);
2594 }
2595
2596 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *mem,
2597                                    unsigned int nr_pages,
2598                                    const enum charge_type ctype)
2599 {
2600         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2601         bool uncharge_memsw = true;
2602
2603         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2604         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2605                 uncharge_memsw = false;
2606
2607         batch = &current->memcg_batch;
2608         /*
2609          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2610          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2611          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2612          */
2613         if (!batch->memcg)
2614                 batch->memcg = mem;
2615         /*
2616          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2617          * In those cases, all pages freed continously can be expected to be in
2618          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2619          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2620          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2621          */
2622
2623         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2624                 goto direct_uncharge;
2625
2626         if (nr_pages > 1)
2627                 goto direct_uncharge;
2628
2629         /*
2630          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2631          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2632          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2633          */
2634         if (batch->memcg != mem)
2635                 goto direct_uncharge;
2636         /* remember freed charge and uncharge it later */
2637         batch->nr_pages++;
2638         if (uncharge_memsw)
2639                 batch->memsw_nr_pages++;
2640         return;
2641 direct_uncharge:
2642         res_counter_uncharge(&mem->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2643         if (uncharge_memsw)
2644                 res_counter_uncharge(&mem->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2645         if (unlikely(batch->memcg != mem))
2646                 memcg_oom_recover(mem);
2647         return;
2648 }
2649
2650 /*
2651  * uncharge if !page_mapped(page)
2652  */
2653 static struct mem_cgroup *
2654 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2655 {
2656         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2657         unsigned int nr_pages = 1;
2658         struct page_cgroup *pc;
2659
2660         if (mem_cgroup_disabled())
2661                 return NULL;
2662
2663         if (PageSwapCache(page))
2664                 return NULL;
2665
2666         if (PageTransHuge(page)) {
2667                 nr_pages <<= compound_order(page);
2668                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2669         }
2670         /*
2671          * Check if our page_cgroup is valid
2672          */
2673         pc = lookup_page_cgroup(page);
2674         if (unlikely(!pc || !PageCgroupUsed(pc)))
2675                 return NULL;
2676
2677         lock_page_cgroup(pc);
2678
2679         mem = pc->mem_cgroup;
2680
2681         if (!PageCgroupUsed(pc))
2682                 goto unlock_out;
2683
2684         switch (ctype) {
2685         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2686         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
2687                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
2688                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
2689                         goto unlock_out;
2690                 break;
2691         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
2692                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
2693                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
2694                                 goto unlock_out;
2695                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
2696                                 goto unlock_out;
2697                 break;
2698         default:
2699                 break;
2700         }
2701
2702         mem_cgroup_charge_statistics(mem, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2703
2704         ClearPageCgroupUsed(pc);
2705         /*
2706          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
2707          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
2708          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
2709          * special functions.
2710          */
2711
2712         unlock_page_cgroup(pc);
2713         /*
2714          * even after unlock, we have mem->res.usage here and this memcg
2715          * will never be freed.
2716          */
2717         memcg_check_events(mem, page);
2718         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
2719                 mem_cgroup_swap_statistics(mem, true);
2720                 mem_cgroup_get(mem);
2721         }
2722         if (!mem_cgroup_is_root(mem))
2723                 mem_cgroup_do_uncharge(mem, nr_pages, ctype);
2724
2725         return mem;
2726
2727 unlock_out:
2728         unlock_page_cgroup(pc);
2729         return NULL;
2730 }
2731
2732 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
2733 {
2734         /* early check. */
2735         if (page_mapped(page))
2736                 return;
2737         if (page->mapping && !PageAnon(page))
2738                 return;
2739         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2740 }
2741
2742 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
2743 {
2744         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2745         VM_BUG_ON(page->mapping);
2746         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
2747 }
2748
2749 /*
2750  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
2751  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
2752  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
2753  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
2754  * This may be called prural(2) times in a context,
2755  */
2756
2757 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
2758 {
2759         current->memcg_batch.do_batch++;
2760         /* We can do nest. */
2761         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
2762                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
2763                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
2764                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
2765         }
2766 }
2767
2768 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
2769 {
2770         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
2771
2772         if (!batch->do_batch)
2773                 return;
2774
2775         batch->do_batch--;
2776         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
2777                 return;
2778
2779         if (!batch->memcg)
2780                 return;
2781         /*
2782          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
2783          * bacause we hide charges behind us.
2784          */
2785         if (batch->nr_pages)
2786                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
2787                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
2788         if (batch->memsw_nr_pages)
2789                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
2790                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
2791         memcg_oom_recover(batch->memcg);
2792         /* forget this pointer (for sanity check) */
2793         batch->memcg = NULL;
2794 }
2795
2796 #ifdef CONFIG_SWAP
2797 /*
2798  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
2799  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
2800  */
2801 void
2802 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
2803 {
2804         struct mem_cgroup *memcg;
2805         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
2806
2807         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
2808                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
2809
2810         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
2811
2812         /*
2813          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
2814          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
2815          */
2816         if (do_swap_account && swapout && memcg)
2817                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
2818 }
2819 #endif
2820
2821 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
2822 /*
2823  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
2824  * uncharge "memsw" account.
2825  */
2826 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
2827 {
2828         struct mem_cgroup *memcg;
2829         unsigned short id;
2830
2831         if (!do_swap_account)
2832                 return;
2833
2834         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2835         rcu_read_lock();
2836         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2837         if (memcg) {
2838                 /*
2839                  * We uncharge this because swap is freed.
2840                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
2841                  */
2842                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
2843                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
2844                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
2845                 mem_cgroup_put(memcg);
2846         }
2847         rcu_read_unlock();
2848 }
2849
2850 /**
2851  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2852  * @entry: swap entry to be moved
2853  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2854  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2855  * @need_fixup: whether we should fixup res_counters and refcounts.
2856  *
2857  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2858  * as the mem_cgroup's id of @from.
2859  *
2860  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2861  *
2862  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
2863  * both res and memsw, and called css_get().
2864  */
2865 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2866                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
2867 {
2868         unsigned short old_id, new_id;
2869
2870         old_id = css_id(&from->css);
2871         new_id = css_id(&to->css);
2872
2873         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2874                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2875                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2876                 /*
2877                  * This function is only called from task migration context now.
2878                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
2879                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
2880                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
2881                  * because if the process that has been moved to @to does
2882                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
2883                  */
2884                 mem_cgroup_get(to);
2885                 if (need_fixup) {
2886                         if (!mem_cgroup_is_root(from))
2887                                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
2888                         mem_cgroup_put(from);
2889                         /*
2890                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
2891                          * uncharge to->res.
2892                          */
2893                         if (!mem_cgroup_is_root(to))
2894                                 res_counter_uncharge(&to->res, PAGE_SIZE);
2895                 }
2896                 return 0;
2897         }
2898         return -EINVAL;
2899 }
2900 #else
2901 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2902                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
2903 {
2904         return -EINVAL;
2905 }
2906 #endif
2907
2908 /*
2909  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
2910  * page belongs to.
2911  */
2912 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
2913         struct page *newpage, struct mem_cgroup **ptr, gfp_t gfp_mask)
2914 {
2915         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2916         struct page_cgroup *pc;
2917         enum charge_type ctype;
2918         int ret = 0;
2919
2920         *ptr = NULL;
2921
2922         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
2923         if (mem_cgroup_disabled())
2924                 return 0;
2925
2926         pc = lookup_page_cgroup(page);
2927         lock_page_cgroup(pc);
2928         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2929                 mem = pc->mem_cgroup;
2930                 css_get(&mem->css);
2931                 /*
2932                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
2933                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
2934                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
2935                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
2936                  * until end_migration() is called
2937                  *
2938                  * Corner Case Thinking
2939                  * A)
2940                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
2941                  * while migration was ongoing.
2942                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
2943                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
2944                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
2945                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
2946                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
2947                  *
2948                  * B)
2949                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
2950                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
2951                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
2952                  * without charging it again.
2953                  *
2954                  * C)
2955                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
2956                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
2957                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
2958                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
2959                  */
2960                 if (PageAnon(page))
2961                         SetPageCgroupMigration(pc);
2962         }
2963         unlock_page_cgroup(pc);
2964         /*
2965          * If the page is not charged at this point,
2966          * we return here.
2967          */
2968         if (!mem)
2969                 return 0;
2970
2971         *ptr = mem;
2972         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, ptr, false);
2973         css_put(&mem->css);/* drop extra refcnt */
2974         if (ret || *ptr == NULL) {
2975                 if (PageAnon(page)) {
2976                         lock_page_cgroup(pc);
2977                         ClearPageCgroupMigration(pc);
2978                         unlock_page_cgroup(pc);
2979                         /*
2980                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
2981                          */
2982                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
2983                 }
2984                 return -ENOMEM;
2985         }
2986         /*
2987          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
2988          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
2989          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
2990          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
2991          */
2992         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
2993         if (PageAnon(page))
2994                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
2995         else if (page_is_file_cache(page))
2996                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2997         else
2998                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2999         __mem_cgroup_commit_charge(mem, page, 1, pc, ctype);
3000         return ret;
3001 }
3002
3003 /* remove redundant charge if migration failed*/
3004 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *mem,
3005         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3006 {
3007         struct page *used, *unused;
3008         struct page_cgroup *pc;
3009
3010         if (!mem)
3011                 return;
3012         /* blocks rmdir() */
3013         cgroup_exclude_rmdir(&mem->css);
3014         if (!migration_ok) {
3015                 used = oldpage;
3016                 unused = newpage;
3017         } else {
3018                 used = newpage;
3019                 unused = oldpage;
3020         }
3021         /*
3022          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3023          * of the page goes down to zero, temporarly.
3024          * Clear the flag and check the page should be charged.
3025          */
3026         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3027         lock_page_cgroup(pc);
3028         ClearPageCgroupMigration(pc);
3029         unlock_page_cgroup(pc);
3030
3031         __mem_cgroup_uncharge_common(unused, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE);
3032
3033         /*
3034          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3035          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3036          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3037          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3038          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3039          * check. (see prepare_charge() also)
3040          */
3041         if (PageAnon(used))
3042                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3043         /*
3044          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3045          * tasks.
3046          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3047          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3048          */
3049         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&mem->css);
3050 }
3051
3052 /*
3053  * A call to try to shrink memory usage on charge failure at shmem's swapin.
3054  * Calling hierarchical_reclaim is not enough because we should update
3055  * last_oom_jiffies to prevent pagefault_out_of_memory from invoking global OOM.
3056  * Moreover considering hierarchy, we should reclaim from the mem_over_limit,
3057  * not from the memcg which this page would be charged to.
3058  * try_charge_swapin does all of these works properly.
3059  */
3060 int mem_cgroup_shmem_charge_fallback(struct page *page,
3061                             struct mm_struct *mm,
3062                             gfp_t gfp_mask)
3063 {
3064         struct mem_cgroup *mem;
3065         int ret;
3066
3067         if (mem_cgroup_disabled())
3068                 return 0;
3069
3070         ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &mem);
3071         if (!ret)
3072                 mem_cgroup_cancel_charge_swapin(mem); /* it does !mem check */
3073
3074         return ret;
3075 }
3076
3077 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3078 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3079 {
3080         struct page_cgroup *pc;
3081
3082         pc = lookup_page_cgroup(page);
3083         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3084                 return pc;
3085         return NULL;
3086 }
3087
3088 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3089 {
3090         if (mem_cgroup_disabled())
3091                 return false;
3092
3093         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3094 }
3095
3096 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3097 {
3098         struct page_cgroup *pc;
3099
3100         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3101         if (pc) {
3102                 int ret = -1;
3103                 char *path;
3104
3105                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p",
3106                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3107
3108                 path = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3109                 if (path) {
3110                         rcu_read_lock();
3111                         ret = cgroup_path(pc->mem_cgroup->css.cgroup,
3112                                                         path, PATH_MAX);
3113                         rcu_read_unlock();
3114                 }
3115
3116                 printk(KERN_CONT "(%s)\n",
3117                                 (ret < 0) ? "cannot get the path" : path);
3118                 kfree(path);
3119         }
3120 }
3121 #endif
3122
3123 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3124
3125 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3126                                 unsigned long long val)
3127 {
3128         int retry_count;
3129         u64 memswlimit, memlimit;
3130         int ret = 0;
3131         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3132         u64 curusage, oldusage;
3133         int enlarge;
3134
3135         /*
3136          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3137          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3138          * of # of children which we should visit in this loop.
3139          */
3140         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3141
3142         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3143
3144         enlarge = 0;
3145         while (retry_count) {
3146                 if (signal_pending(current)) {
3147                         ret = -EINTR;
3148                         break;
3149                 }
3150                 /*
3151                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3152                  * open coded manner. You see what this really does.
3153                  * We have to guarantee mem->res.limit < mem->memsw.limit.
3154                  */
3155                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3156                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3157                 if (memswlimit < val) {
3158                         ret = -EINVAL;
3159                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3160                         break;
3161                 }
3162
3163                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3164                 if (memlimit < val)
3165                         enlarge = 1;
3166
3167                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3168                 if (!ret) {
3169                         if (memswlimit == val)
3170                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3171                         else
3172                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3173                 }
3174                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3175
3176                 if (!ret)
3177                         break;
3178
3179                 mem_cgroup_hierarchical_reclaim(memcg, NULL, GFP_KERNEL,
3180                                                 MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3181                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3182                 /* Usage is reduced ? */
3183                 if (curusage >= oldusage)
3184                         retry_count--;
3185                 else
3186                         oldusage = curusage;
3187         }
3188         if (!ret && enlarge)
3189                 memcg_oom_recover(memcg);
3190
3191         return ret;
3192 }
3193
3194 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3195                                         unsigned long long val)
3196 {
3197         int retry_count;
3198         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3199         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3200         int ret = -EBUSY;
3201         int enlarge = 0;
3202
3203         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3204         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3205         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3206         while (retry_count) {
3207                 if (signal_pending(current)) {
3208                         ret = -EINTR;
3209                         break;
3210                 }
3211                 /*
3212                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3213                  * open coded manner. You see what this really does.
3214                  * We have to guarantee mem->res.limit < mem->memsw.limit.
3215                  */
3216                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3217                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3218                 if (memlimit > val) {
3219                         ret = -EINVAL;
3220                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3221                         break;
3222                 }
3223                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3224                 if (memswlimit < val)
3225                         enlarge = 1;
3226                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3227                 if (!ret) {
3228                         if (memlimit == val)
3229                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3230                         else
3231                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3232                 }
3233                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3234
3235                 if (!ret)
3236                         break;
3237
3238                 mem_cgroup_hierarchical_reclaim(memcg, NULL, GFP_KERNEL,
3239                                                 MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3240                                                 MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3241                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3242                 /* Usage is reduced ? */
3243                 if (curusage >= oldusage)
3244                         retry_count--;
3245                 else
3246                         oldusage = curusage;
3247         }
3248         if (!ret && enlarge)
3249                 memcg_oom_recover(memcg);
3250         return ret;
3251 }
3252
3253 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3254                                             gfp_t gfp_mask)
3255 {
3256         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3257         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3258         unsigned long reclaimed;
3259         int loop = 0;
3260         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3261         unsigned long long excess;
3262
3263         if (order > 0)
3264                 return 0;
3265
3266         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3267         /*
3268          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3269          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3270          * pressure
3271          */
3272         do {
3273                 if (next_mz)
3274                         mz = next_mz;
3275                 else
3276                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3277                 if (!mz)
3278                         break;
3279
3280                 reclaimed = mem_cgroup_hierarchical_reclaim(mz->mem, zone,
3281                                                 gfp_mask,
3282                                                 MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT);
3283                 nr_reclaimed += reclaimed;
3284                 spin_lock(&mctz->lock);
3285
3286                 /*
3287                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3288                  * it is time to move on to the next cgroup
3289                  */
3290                 next_mz = NULL;
3291                 if (!reclaimed) {
3292                         do {
3293                                 /*
3294                                  * Loop until we find yet another one.
3295                                  *
3296                                  * By the time we get the soft_limit lock
3297                                  * again, someone might have aded the
3298                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3299                                  * make sure we get a different mem.
3300                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3301                                  * NULL if no other cgroup is present on
3302                                  * the tree
3303                                  */
3304                                 next_mz =
3305                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3306                                 if (next_mz == mz) {
3307                                         css_put(&next_mz->mem->css);
3308                                         next_mz = NULL;
3309                                 } else /* next_mz == NULL or other memcg */
3310                                         break;
3311                         } while (1);
3312                 }
3313                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
3314                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res);
3315                 /*
3316                  * One school of thought says that we should not add
3317                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3318                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3319                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3320                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3321                  * term TODO.
3322                  */
3323                 /* If excess == 0, no tree ops */
3324                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->mem, mz, mctz, excess);
3325                 spin_unlock(&mctz->lock);
3326                 css_put(&mz->mem->css);
3327                 loop++;
3328                 /*
3329                  * Could not reclaim anything and there are no more
3330                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3331                  * reclaiming anything.
3332                  */
3333                 if (!nr_reclaimed &&
3334                         (next_mz == NULL ||
3335                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3336                         break;
3337         } while (!nr_reclaimed);
3338         if (next_mz)
3339                 css_put(&next_mz->mem->css);
3340         return nr_reclaimed;
3341 }
3342
3343 /*
3344  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3345  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3346  */
3347 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *mem,
3348                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3349 {
3350         struct zone *zone;
3351         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3352         struct page_cgroup *pc, *busy;
3353         unsigned long flags, loop;
3354         struct list_head *list;
3355         int ret = 0;
3356
3357         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3358         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, node, zid);
3359         list = &mz->lists[lru];
3360
3361         loop = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru);
3362         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3363         loop += 256;
3364         busy = NULL;
3365         while (loop--) {
3366                 struct page *page;
3367
3368                 ret = 0;
3369                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3370                 if (list_empty(list)) {
3371                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3372                         break;
3373                 }
3374                 pc = list_entry(list->prev, struct page_cgroup, lru);
3375                 if (busy == pc) {
3376                         list_move(&pc->lru, list);
3377                         busy = NULL;
3378                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3379                         continue;
3380                 }
3381                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3382
3383                 page = lookup_cgroup_page(pc);
3384
3385                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, mem, GFP_KERNEL);
3386                 if (ret == -ENOMEM)
3387                         break;
3388
3389                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3390                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3391                         busy = pc;
3392                         cond_resched();
3393                 } else
3394                         busy = NULL;
3395         }
3396
3397         if (!ret && !list_empty(list))
3398                 return -EBUSY;
3399         return ret;
3400 }
3401
3402 /*
3403  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3404  * This enables deleting this mem_cgroup.
3405  */
3406 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *mem, bool free_all)
3407 {
3408         int ret;
3409         int node, zid, shrink;
3410         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3411         struct cgroup *cgrp = mem->css.cgroup;
3412
3413         css_get(&mem->css);
3414
3415         shrink = 0;
3416         /* should free all ? */
3417         if (free_all)
3418                 goto try_to_free;
3419 move_account:
3420         do {
3421                 ret = -EBUSY;
3422                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3423                         goto out;
3424                 ret = -EINTR;
3425                 if (signal_pending(current))
3426                         goto out;
3427                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3428                 lru_add_drain_all();
3429                 drain_all_stock_sync();
3430                 ret = 0;
3431                 mem_cgroup_start_move(mem);
3432                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3433                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3434                                 enum lru_list l;
3435                                 for_each_lru(l) {
3436                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(mem,
3437                                                         node, zid, l);
3438                                         if (ret)
3439                                                 break;
3440                                 }
3441                         }
3442                         if (ret)
3443                                 break;
3444                 }
3445                 mem_cgroup_end_move(mem);
3446                 memcg_oom_recover(mem);
3447                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3448                 if (ret == -ENOMEM)
3449                         goto try_to_free;
3450                 cond_resched();
3451         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3452         } while (mem->res.usage > 0 || ret);
3453 out:
3454         css_put(&mem->css);
3455         return ret;
3456
3457 try_to_free:
3458         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3459         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3460                 ret = -EBUSY;
3461                 goto out;
3462         }
3463         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3464         lru_add_drain_all();
3465         /* try to free all pages in this cgroup */
3466         shrink = 1;
3467         while (nr_retries && mem->res.usage > 0) {
3468                 int progress;
3469
3470                 if (signal_pending(current)) {
3471                         ret = -EINTR;
3472                         goto out;
3473                 }
3474                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem, GFP_KERNEL,
3475                                                 false, get_swappiness(mem));
3476                 if (!progress) {
3477                         nr_retries--;
3478                         /* maybe some writeback is necessary */
3479                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3480                 }
3481
3482         }
3483         lru_add_drain();
3484         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3485         goto move_account;
3486 }
3487
3488 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3489 {
3490         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3491 }
3492
3493
3494 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3495 {
3496         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3497 }
3498
3499 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3500                                         u64 val)
3501 {
3502         int retval = 0;
3503         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
3504         struct cgroup *parent = cont->parent;
3505         struct mem_cgroup *parent_mem = NULL;
3506
3507         if (parent)
3508                 parent_mem = mem_cgroup_from_cont(parent);
3509
3510         cgroup_lock();
3511         /*
3512          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3513          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3514          * occur, provided the current cgroup has no children.
3515          *
3516          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3517          * set if there are no children.
3518          */
3519         if ((!parent_mem || !parent_mem->use_hierarchy) &&
3520                                 (val == 1 || val == 0)) {
3521                 if (list_empty(&cont->children))
3522                         mem->use_hierarchy = val;
3523                 else
3524                         retval = -EBUSY;
3525         } else
3526                 retval = -EINVAL;
3527         cgroup_unlock();
3528
3529         return retval;
3530 }
3531
3532
3533 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *mem,
3534                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3535 {
3536         struct mem_cgroup *iter;
3537         long val = 0;
3538
3539         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3540         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
3541                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3542
3543         if (val < 0) /* race ? */
3544                 val = 0;
3545         return val;
3546 }
3547
3548 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *mem, bool swap)
3549 {
3550         u64 val;
3551
3552         if (!mem_cgroup_is_root(mem)) {
3553                 if (!swap)
3554                         return res_counter_read_u64(&mem->res, RES_USAGE);
3555                 else
3556                         return res_counter_read_u64(&mem->memsw, RES_USAGE);
3557         }
3558
3559         val = mem_cgroup_recursive_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3560         val += mem_cgroup_recursive_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3561
3562         if (swap)
3563                 val += mem_cgroup_recursive_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3564
3565         return val << PAGE_SHIFT;
3566 }
3567
3568 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3569 {
3570         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
3571         u64 val;
3572         int type, name;
3573
3574         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3575         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3576         switch (type) {
3577         case _MEM:
3578                 if (name == RES_USAGE)
3579                         val = mem_cgroup_usage(mem, false);
3580                 else
3581                         val = res_counter_read_u64(&mem->res, name);
3582                 break;
3583         case _MEMSWAP:
3584                 if (name == RES_USAGE)
3585                         val = mem_cgroup_usage(mem, true);
3586                 else
3587                         val = res_counter_read_u64(&mem->memsw, name);
3588                 break;
3589         default:
3590                 BUG();
3591                 break;
3592         }
3593         return val;
3594 }
3595 /*
3596  * The user of this function is...
3597  * RES_LIMIT.
3598  */
3599 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3600                             const char *buffer)
3601 {
3602         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3603         int type, name;
3604         unsigned long long val;
3605         int ret;
3606
3607         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3608         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3609         switch (name) {
3610         case RES_LIMIT:
3611                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3612                         ret = -EINVAL;
3613                         break;
3614                 }
3615                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3616                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3617                 if (ret)
3618                         break;
3619                 if (type == _MEM)
3620                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3621                 else
3622                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3623                 break;
3624         case RES_SOFT_LIMIT:
3625                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3626                 if (ret)
3627                         break;
3628                 /*
3629                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3630                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3631                  * control without swap
3632                  */
3633                 if (type == _MEM)
3634                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3635                 else
3636                         ret = -EINVAL;
3637                 break;
3638         default:
3639                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3640                 break;
3641         }
3642         return ret;
3643 }
3644
3645 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3646                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3647 {
3648         struct cgroup *cgroup;
3649         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3650
3651         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3652         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3653         cgroup = memcg->css.cgroup;
3654         if (!memcg->use_hierarchy)
3655                 goto out;
3656
3657         while (cgroup->parent) {
3658                 cgroup = cgroup->parent;
3659                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3660                 if (!memcg->use_hierarchy)
3661                         break;
3662                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3663                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3664                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3665                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3666         }
3667 out:
3668         *mem_limit = min_limit;
3669         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3670         return;
3671 }
3672
3673 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3674 {
3675         struct mem_cgroup *mem;
3676         int type, name;
3677
3678         mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
3679         type = MEMFILE_TYPE(event);
3680         name = MEMFILE_ATTR(event);
3681         switch (name) {
3682         case RES_MAX_USAGE:
3683                 if (type == _MEM)
3684                         res_counter_reset_max(&mem->res);
3685                 else
3686                         res_counter_reset_max(&mem->memsw);
3687                 break;
3688         case RES_FAILCNT:
3689                 if (type == _MEM)
3690                         res_counter_reset_failcnt(&mem->res);
3691                 else
3692                         res_counter_reset_failcnt(&mem->memsw);
3693                 break;
3694         }
3695
3696         return 0;
3697 }
3698
3699 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
3700                                         struct cftype *cft)
3701 {
3702         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
3703 }
3704
3705 #ifdef CONFIG_MMU
3706 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
3707                                         struct cftype *cft, u64 val)
3708 {
3709         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
3710
3711         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
3712                 return -EINVAL;
3713         /*
3714          * We check this value several times in both in can_attach() and
3715          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
3716          * inconsistent.
3717          */
3718         cgroup_lock();
3719         mem->move_charge_at_immigrate = val;
3720         cgroup_unlock();
3721
3722         return 0;
3723 }
3724 #else
3725 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
3726                                         struct cftype *cft, u64 val)
3727 {
3728         return -ENOSYS;
3729 }
3730 #endif
3731
3732
3733 /* For read statistics */
3734 enum {
3735         MCS_CACHE,
3736         MCS_RSS,
3737         MCS_FILE_MAPPED,
3738         MCS_PGPGIN,
3739         MCS_PGPGOUT,
3740         MCS_SWAP,
3741         MCS_INACTIVE_ANON,
3742         MCS_ACTIVE_ANON,
3743         MCS_INACTIVE_FILE,
3744         MCS_ACTIVE_FILE,
3745         MCS_UNEVICTABLE,
3746         NR_MCS_STAT,
3747 };
3748
3749 struct mcs_total_stat {
3750         s64 stat[NR_MCS_STAT];
3751 };
3752
3753 struct {
3754         char *local_name;
3755         char *total_name;
3756 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
3757         {"cache", "total_cache"},
3758         {"rss", "total_rss"},
3759         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
3760         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
3761         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
3762         {"swap", "total_swap"},
3763         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
3764         {"active_anon", "total_active_anon"},
3765         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
3766         {"active_file", "total_active_file"},
3767         {"unevictable", "total_unevictable"}
3768 };
3769
3770
3771 static void
3772 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *mem, struct mcs_total_stat *s)
3773 {
3774         s64 val;
3775
3776         /* per cpu stat */
3777         val = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3778         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
3779         val = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3780         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
3781         val = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
3782         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
3783         val = mem_cgroup_read_events(mem, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
3784         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
3785         val = mem_cgroup_read_events(mem, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
3786         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
3787         if (do_swap_account) {
3788                 val = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3789                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
3790         }
3791
3792         /* per zone stat */
3793         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_INACTIVE_ANON);
3794         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
3795         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_ACTIVE_ANON);
3796         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
3797         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_INACTIVE_FILE);
3798         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
3799         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_ACTIVE_FILE);
3800         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
3801         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_UNEVICTABLE);
3802         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
3803 }
3804
3805 static void
3806 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *mem, struct mcs_total_stat *s)
3807 {
3808         struct mem_cgroup *iter;
3809
3810         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
3811                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
3812 }
3813
3814 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3815                                  struct cgroup_map_cb *cb)
3816 {
3817         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
3818         struct mcs_total_stat mystat;
3819         int i;
3820
3821         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
3822         mem_cgroup_get_local_stat(mem_cont, &mystat);
3823
3824         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
3825                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
3826                         continue;
3827                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
3828         }
3829
3830         /* Hierarchical information */
3831         {
3832                 unsigned long long limit, memsw_limit;
3833                 memcg_get_hierarchical_limit(mem_cont, &limit, &memsw_limit);
3834                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
3835                 if (do_swap_account)
3836                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
3837         }
3838
3839         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
3840         mem_cgroup_get_total_stat(mem_cont, &mystat);
3841         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
3842                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
3843                         continue;
3844                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
3845         }
3846
3847 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3848         cb->fill(cb, "inactive_ratio", calc_inactive_ratio(mem_cont, NULL));
3849
3850         {
3851                 int nid, zid;
3852                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3853                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3854                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3855
3856                 for_each_online_node(nid)
3857                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3858                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
3859
3860                                 recent_rotated[0] +=
3861                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
3862                                 recent_rotated[1] +=
3863                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
3864                                 recent_scanned[0] +=
3865                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
3866                                 recent_scanned[1] +=
3867                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
3868                         }
3869                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
3870                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
3871                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
3872                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
3873         }
3874 #endif
3875
3876         return 0;
3877 }
3878
3879 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
3880 {
3881         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
3882
3883         return get_swappiness(memcg);
3884 }
3885
3886 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
3887                                        u64 val)
3888 {
3889         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
3890         struct mem_cgroup *parent;
3891
3892         if (val > 100)
3893                 return -EINVAL;
3894
3895         if (cgrp->parent == NULL)
3896                 return -EINVAL;
3897
3898         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
3899
3900         cgroup_lock();
3901
3902         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
3903         if ((parent->use_hierarchy) ||
3904             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
3905                 cgroup_unlock();
3906                 return -EINVAL;
3907         }
3908
3909         memcg->swappiness = val;
3910
3911         cgroup_unlock();
3912
3913         return 0;
3914 }
3915
3916 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3917 {
3918         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3919         u64 usage;
3920         int i;
3921
3922         rcu_read_lock();
3923         if (!swap)
3924                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3925         else
3926                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3927
3928         if (!t)
3929                 goto unlock;
3930
3931         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3932
3933         /*
3934          * current_threshold points to threshold just below usage.
3935          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3936          * call of __mem_cgroup_threshold().
3937          */
3938         i = t->current_threshold;
3939
3940         /*
3941          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3942          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3943          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3944          * only one element of the array here.
3945          */
3946         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3947                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3948
3949         /* i = current_threshold + 1 */
3950         i++;
3951
3952         /*
3953          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3954          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3955          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3956          * only one element of the array here.
3957          */
3958         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3959                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3960
3961         /* Update current_threshold */
3962         t->current_threshold = i - 1;
3963 unlock:
3964         rcu_read_unlock();
3965 }
3966
3967 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3968 {
3969         while (memcg) {
3970                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3971                 if (do_swap_account)
3972                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3973
3974                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3975         }
3976 }
3977
3978 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3979 {
3980         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3981         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3982
3983         return _a->threshold - _b->threshold;
3984 }
3985
3986 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *mem)
3987 {
3988         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3989
3990         list_for_each_entry(ev, &mem->oom_notify, list)
3991                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3992         return 0;
3993 }
3994
3995 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *mem)
3996 {
3997         struct mem_cgroup *iter;
3998
3999         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
4000                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4001 }
4002
4003 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4004         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4005 {
4006         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4007         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4008         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4009         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4010         u64 threshold, usage;
4011         int i, size, ret;
4012
4013         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4014         if (ret)
4015                 return ret;
4016
4017         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4018
4019         if (type == _MEM)
4020                 thresholds = &memcg->thresholds;
4021         else if (type == _MEMSWAP)
4022                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4023         else
4024                 BUG();
4025
4026         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4027
4028         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4029         if (thresholds->primary)
4030                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4031
4032         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4033
4034         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4035         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4036                         GFP_KERNEL);
4037         if (!new) {
4038                 ret = -ENOMEM;
4039                 goto unlock;
4040         }
4041         new->size = size;
4042
4043         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4044         if (thresholds->primary) {
4045                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4046                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4047         }
4048
4049         /* Add new threshold */
4050         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4051         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4052
4053         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4054         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4055                         compare_thresholds, NULL);
4056
4057         /* Find current threshold */
4058         new->current_threshold = -1;
4059         for (i = 0; i < size; i++) {
4060                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4061                         /*
4062                          * new->current_threshold will not be used until
4063                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4064                          * it here.
4065                          */
4066                         ++new->current_threshold;
4067                 }
4068         }
4069
4070         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4071         kfree(thresholds->spare);
4072         thresholds->spare = thresholds->primary;
4073
4074         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4075
4076         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4077         synchronize_rcu();
4078
4079 unlock:
4080         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4081
4082         return ret;
4083 }
4084
4085 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4086         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4087 {
4088         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4089         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4090         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4091         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4092         u64 usage;
4093         int i, j, size;
4094
4095         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4096         if (type == _MEM)
4097                 thresholds = &memcg->thresholds;
4098         else if (type == _MEMSWAP)
4099                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4100         else
4101                 BUG();
4102
4103         /*
4104          * Something went wrong if we trying to unregister a threshold
4105          * if we don't have thresholds
4106          */
4107         BUG_ON(!thresholds);
4108
4109         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4110
4111         /* Check if a threshold crossed before removing */
4112         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4113
4114         /* Calculate new number of threshold */
4115         size = 0;
4116         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4117                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4118                         size++;
4119         }
4120
4121         new = thresholds->spare;
4122
4123         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4124         if (!size) {
4125                 kfree(new);
4126                 new = NULL;
4127                 goto swap_buffers;
4128         }
4129
4130         new->size = size;
4131
4132         /* Copy thresholds and find current threshold */
4133         new->current_threshold = -1;
4134         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4135                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4136                         continue;
4137
4138                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4139                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4140                         /*
4141                          * new->current_threshold will not be used
4142                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4143                          * it here.
4144                          */
4145                         ++new->current_threshold;
4146                 }
4147                 j++;
4148         }
4149
4150 swap_buffers:
4151         /* Swap primary and spare array */
4152         thresholds->spare = thresholds->primary;
4153         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4154
4155         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4156         synchronize_rcu();
4157
4158         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4159 }
4160
4161 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4162         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4163 {
4164         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4165         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4166         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4167
4168         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4169         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4170         if (!event)
4171                 return -ENOMEM;
4172
4173         mutex_lock(&memcg_oom_mutex);
4174
4175         event->eventfd = eventfd;
4176         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4177
4178         /* already in OOM ? */
4179         if (atomic_read(&memcg->oom_lock))
4180                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4181         mutex_unlock(&memcg_oom_mutex);
4182
4183         return 0;
4184 }
4185
4186 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4187         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4188 {
4189         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4190         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4191         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4192
4193         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4194
4195         mutex_lock(&memcg_oom_mutex);
4196
4197         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &mem->oom_notify, list) {
4198                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4199                         list_del(&ev->list);
4200                         kfree(ev);
4201                 }
4202         }
4203
4204         mutex_unlock(&memcg_oom_mutex);
4205 }
4206
4207 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4208         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4209 {
4210         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4211
4212         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", mem->oom_kill_disable);
4213
4214         if (atomic_read(&mem->oom_lock))
4215                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4216         else
4217                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4218         return 0;
4219 }
4220
4221 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4222         struct cftype *cft, u64 val)
4223 {
4224         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4225         struct mem_cgroup *parent;
4226
4227         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4228         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4229                 return -EINVAL;
4230
4231         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4232
4233         cgroup_lock();
4234         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4235         if ((parent->use_hierarchy) ||
4236             (mem->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4237                 cgroup_unlock();
4238                 return -EINVAL;
4239         }
4240         mem->oom_kill_disable = val;
4241         if (!val)
4242                 memcg_oom_recover(mem);
4243         cgroup_unlock();
4244         return 0;
4245 }
4246
4247 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4248         {
4249                 .name = "usage_in_bytes",
4250                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4251                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4252                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4253                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4254         },
4255         {
4256                 .name = "max_usage_in_bytes",
4257                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4258                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4259                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4260         },
4261         {
4262                 .name = "limit_in_bytes",
4263                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4264                 .write_string = mem_cgroup_write,
4265                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4266         },
4267         {
4268                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4269                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4270                 .write_string = mem_cgroup_write,
4271                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4272         },
4273         {
4274                 .name = "failcnt",
4275                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4276                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4277                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4278         },
4279         {
4280                 .name = "stat",
4281                 .read_map = mem_control_stat_show,
4282         },
4283         {
4284                 .name = "force_empty",
4285                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4286         },
4287         {
4288                 .name = "use_hierarchy",
4289                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4290                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4291         },
4292         {
4293                 .name = "swappiness",
4294                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4295                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4296         },
4297         {
4298                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4299                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4300                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4301         },
4302         {
4303                 .name = "oom_control",
4304                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4305                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4306                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4307                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4308                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4309         },
4310 };
4311
4312 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4313 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4314         {
4315                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4316                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4317                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4318                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4319                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4320         },
4321         {
4322                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4323                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4324                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4325                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4326         },
4327         {
4328                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4329                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4330                 .write_string = mem_cgroup_write,
4331                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4332         },
4333         {
4334                 .name = "memsw.failcnt",
4335                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4336                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4337                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4338         },
4339 };
4340
4341 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4342 {
4343         if (!do_swap_account)
4344                 return 0;
4345         return cgroup_add_files(cont, ss, memsw_cgroup_files,
4346                                 ARRAY_SIZE(memsw_cgroup_files));
4347 };
4348 #else
4349 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4350 {
4351         return 0;
4352 }
4353 #endif
4354
4355 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
4356 {
4357         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4358         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4359         enum lru_list l;
4360         int zone, tmp = node;
4361         /*
4362          * This routine is called against possible nodes.
4363          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4364          *
4365          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4366          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4367          *       function.
4368          */
4369         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4370                 tmp = -1;
4371         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4372         if (!pn)
4373                 return 1;
4374
4375         mem->info.nodeinfo[node] = pn;
4376         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4377                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4378                 for_each_lru(l)
4379                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lists[l]);
4380                 mz->usage_in_excess = 0;
4381                 mz->on_tree = false;
4382                 mz->mem = mem;
4383         }
4384         return 0;
4385 }
4386
4387 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
4388 {
4389         kfree(mem->info.nodeinfo[node]);
4390 }
4391
4392 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4393 {
4394         struct mem_cgroup *mem;
4395         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4396
4397         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4398         if (size < PAGE_SIZE)
4399                 mem = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4400         else
4401                 mem = vzalloc(size);
4402
4403         if (!mem)
4404                 return NULL;
4405
4406         mem->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4407         if (!mem->stat)
4408                 goto out_free;
4409         spin_lock_init(&mem->pcp_counter_lock);
4410         return mem;
4411
4412 out_free:
4413         if (size < PAGE_SIZE)
4414                 kfree(mem);
4415         else
4416                 vfree(mem);
4417         return NULL;
4418 }
4419
4420 /*
4421  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4422  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4423  *
4424  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4425  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4426  * it goes down to 0.
4427  *
4428  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4429  */
4430
4431 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *mem)
4432 {
4433         int node;
4434
4435         mem_cgroup_remove_from_trees(mem);
4436         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &mem->css);
4437
4438         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
4439                 free_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node);
4440
4441         free_percpu(mem->stat);
4442         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4443                 kfree(mem);
4444         else
4445                 vfree(mem);
4446 }
4447
4448 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *mem)
4449 {
4450         atomic_inc(&mem->refcnt);
4451 }
4452
4453 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *mem, int count)
4454 {
4455         if (atomic_sub_and_test(count, &mem->refcnt)) {
4456                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(mem);
4457                 __mem_cgroup_free(mem);
4458                 if (parent)
4459                         mem_cgroup_put(parent);
4460         }
4461 }
4462
4463 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *mem)
4464 {
4465         __mem_cgroup_put(mem, 1);
4466 }
4467
4468 /*
4469  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4470  */
4471 static struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *mem)
4472 {
4473         if (!mem->res.parent)
4474                 return NULL;
4475         return mem_cgroup_from_res_counter(mem->res.parent, res);
4476 }
4477
4478 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4479 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4480 {
4481         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4482                 do_swap_account = 1;
4483 }
4484 #else
4485 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4486 {
4487 }
4488 #endif
4489
4490 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4491 {
4492         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4493         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4494         int tmp, node, zone;
4495
4496         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
4497                 tmp = node;
4498                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4499                         tmp = -1;
4500                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4501                 if (!rtpn)
4502                         return 1;
4503
4504                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4505
4506                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4507                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4508                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4509                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4510                 }
4511         }
4512         return 0;
4513 }
4514
4515 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4516 mem_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
4517 {
4518         struct mem_cgroup *mem, *parent;
4519         long error = -ENOMEM;
4520         int node;
4521
4522         mem = mem_cgroup_alloc();
4523         if (!mem)
4524                 return ERR_PTR(error);
4525
4526         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
4527                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node))
4528                         goto free_out;
4529
4530         /* root ? */
4531         if (cont->parent == NULL) {
4532                 int cpu;
4533                 enable_swap_cgroup();
4534                 parent = NULL;
4535                 root_mem_cgroup = mem;
4536                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4537                         goto free_out;
4538                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4539                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4540                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4541                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4542                 }
4543                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4544         } else {
4545                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4546                 mem->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4547                 mem->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4548         }
4549
4550         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4551                 res_counter_init(&mem->res, &parent->res);
4552                 res_counter_init(&mem->memsw, &parent->memsw);
4553                 /*
4554                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4555                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4556                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4557                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
4558                  */
4559                 mem_cgroup_get(parent);
4560         } else {
4561                 res_counter_init(&mem->res, NULL);
4562                 res_counter_init(&mem->memsw, NULL);
4563         }
4564         mem->last_scanned_child = 0;
4565         INIT_LIST_HEAD(&mem->oom_notify);
4566
4567         if (parent)
4568                 mem->swappiness = get_swappiness(parent);
4569         atomic_set(&mem->refcnt, 1);
4570         mem->move_charge_at_immigrate = 0;
4571         mutex_init(&mem->thresholds_lock);
4572         return &mem->css;
4573 free_out:
4574         __mem_cgroup_free(mem);
4575         root_mem_cgroup = NULL;
4576         return ERR_PTR(error);
4577 }
4578
4579 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4580                                         struct cgroup *cont)
4581 {
4582         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
4583
4584         return mem_cgroup_force_empty(mem, false);
4585 }
4586
4587 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4588                                 struct cgroup *cont)
4589 {
4590         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
4591
4592         mem_cgroup_put(mem);
4593 }
4594
4595 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
4596                                 struct cgroup *cont)
4597 {
4598         int ret;
4599
4600         ret = cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
4601                                 ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
4602
4603         if (!ret)
4604                 ret = register_memsw_files(cont, ss);
4605         return ret;
4606 }
4607
4608 #ifdef CONFIG_MMU
4609 /* Handlers for move charge at task migration. */
4610 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
4611 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4612 {
4613         int ret = 0;
4614         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
4615         struct mem_cgroup *mem = mc.to;
4616
4617         if (mem_cgroup_is_root(mem)) {
4618                 mc.precharge += count;
4619                 /* we don't need css_get for root */
4620                 return ret;
4621         }
4622         /* try to charge at once */
4623         if (count > 1) {
4624                 struct res_counter *dummy;
4625                 /*
4626                  * "mem" cannot be under rmdir() because we've already checked
4627                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
4628                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
4629                  * css_get().
4630                  */
4631                 if (res_counter_charge(&mem->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
4632                         goto one_by_one;
4633                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&mem->memsw,
4634                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
4635                         res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE * count);
4636                         goto one_by_one;
4637                 }
4638                 mc.precharge += count;
4639                 return ret;
4640         }
4641 one_by_one:
4642         /* fall back to one by one charge */
4643         while (count--) {
4644                 if (signal_pending(current)) {
4645                         ret = -EINTR;
4646                         break;
4647                 }
4648                 if (!batch_count--) {
4649                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
4650                         cond_resched();
4651                 }
4652                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, GFP_KERNEL, 1, &mem, false);
4653                 if (ret || !mem)
4654                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
4655                         return -ENOMEM;
4656                 mc.precharge++;
4657         }
4658         return ret;
4659 }
4660
4661 /**
4662  * is_target_pte_for_mc - check a pte whether it is valid for move charge
4663  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4664  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4665  * @ptent: the pte to be checked
4666  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4667  *
4668  * Returns
4669  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4670  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4671  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4672  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4673  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4674  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4675  *     in target->ent.
4676  *
4677  * Called with pte lock held.
4678  */
4679 union mc_target {
4680         struct page     *page;
4681         swp_entry_t     ent;
4682 };
4683
4684 enum mc_target_type {
4685         MC_TARGET_NONE, /* not used */
4686         MC_TARGET_PAGE,
4687         MC_TARGET_SWAP,
4688 };
4689
4690 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4691                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4692 {
4693         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4694
4695         if (!page || !page_mapped(page))
4696                 return NULL;
4697         if (PageAnon(page)) {
4698                 /* we don't move shared anon */
4699                 if (!move_anon() || page_mapcount(page) > 2)
4700                         return NULL;
4701         } else if (!move_file())
4702                 /* we ignore mapcount for file pages */
4703                 return NULL;
4704         if (!get_page_unless_zero(page))
4705                 return NULL;
4706
4707         return page;
4708 }
4709
4710 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4711                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4712 {
4713         int usage_count;
4714         struct page *page = NULL;
4715         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4716
4717         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
4718                 return NULL;
4719         usage_count = mem_cgroup_count_swap_user(ent, &page);
4720         if (usage_count > 1) { /* we don't move shared anon */
4721                 if (page)
4722                         put_page(page);
4723                 return NULL;
4724         }
4725         if (do_swap_account)
4726                 entry->val = ent.val;
4727
4728         return page;
4729 }
4730
4731 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4732                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4733 {
4734         struct page *page = NULL;
4735         struct inode *inode;
4736         struct address_space *mapping;
4737         pgoff_t pgoff;
4738
4739         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4740                 return NULL;
4741         if (!move_file())
4742                 return NULL;
4743
4744         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
4745         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4746         if (pte_none(ptent))
4747                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4748         else /* pte_file(ptent) is true */
4749                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
4750
4751         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4752         if (!mapping_cap_swap_backed(mapping)) { /* normal file */
4753                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4754         } else { /* shmem/tmpfs file. we should take account of swap too. */
4755                 swp_entry_t ent;
4756                 mem_cgroup_get_shmem_target(inode, pgoff, &page, &ent);
4757                 if (do_swap_account)
4758                         entry->val = ent.val;
4759         }
4760
4761         return page;
4762 }
4763
4764 static int is_target_pte_for_mc(struct vm_area_struct *vma,
4765                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4766 {
4767         struct page *page = NULL;
4768         struct page_cgroup *pc;
4769         int ret = 0;
4770         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4771
4772         if (pte_present(ptent))
4773                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4774         else if (is_swap_pte(ptent))
4775                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4776         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
4777                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4778
4779         if (!page && !ent.val)
4780                 return 0;
4781         if (page) {
4782                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4783                 /*
4784                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
4785                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
4786                  * the lock.
4787                  */
4788                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
4789                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4790                         if (target)
4791                                 target->page = page;
4792                 }
4793                 if (!ret || !target)
4794                         put_page(page);
4795         }
4796         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4797         if (ent.val && !ret &&
4798                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup(ent)) {
4799                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4800                 if (target)
4801                         target->ent = ent;
4802         }
4803         return ret;
4804 }
4805
4806 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4807                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4808                                         struct mm_walk *walk)
4809 {
4810         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
4811         pte_t *pte;
4812         spinlock_t *ptl;
4813
4814         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
4815
4816         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4817         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4818                 if (is_target_pte_for_mc(vma, addr, *pte, NULL))
4819                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4820         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4821         cond_resched();
4822
4823         return 0;
4824 }
4825
4826 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4827 {
4828         unsigned long precharge;
4829         struct vm_area_struct *vma;
4830
4831         down_read(&mm->mmap_sem);
4832         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
4833                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4834                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4835                         .mm = mm,
4836                         .private = vma,
4837                 };
4838                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
4839                         continue;
4840                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
4841                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4842         }
4843         up_read(&mm->mmap_sem);
4844
4845         precharge = mc.precharge;
4846         mc.precharge = 0;
4847
4848         return precharge;
4849 }
4850
4851 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4852 {
4853         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4854
4855         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4856         mc.moving_task = current;
4857         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4858 }
4859
4860 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4861 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4862 {
4863         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4864         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4865
4866         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4867         if (mc.precharge) {
4868                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4869                 mc.precharge = 0;
4870         }
4871         /*
4872          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4873          * we must uncharge here.
4874          */
4875         if (mc.moved_charge) {
4876                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4877                 mc.moved_charge = 0;
4878         }
4879         /* we must fixup refcnts and charges */
4880         if (mc.moved_swap) {
4881                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4882                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4883                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
4884                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
4885                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
4886
4887                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
4888                         /*
4889                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
4890                          * uncharge to->res.
4891                          */
4892                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
4893                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
4894                 }
4895                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
4896                 mc.moved_swap = 0;
4897         }
4898         memcg_oom_recover(from);
4899         memcg_oom_recover(to);
4900         wake_up_all(&mc.waitq);
4901 }
4902
4903 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4904 {
4905         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4906
4907         /*
4908          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4909          * task migration.
4910          */
4911         mc.moving_task = NULL;
4912         __mem_cgroup_clear_mc();
4913         spin_lock(&mc.lock);
4914         mc.from = NULL;
4915         mc.to = NULL;
4916         spin_unlock(&mc.lock);
4917         mem_cgroup_end_move(from);
4918 }
4919
4920 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
4921                                 struct cgroup *cgroup,
4922                                 struct task_struct *p,
4923                                 bool threadgroup)
4924 {
4925         int ret = 0;
4926         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
4927
4928         if (mem->move_charge_at_immigrate) {
4929                 struct mm_struct *mm;
4930                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
4931
4932                 VM_BUG_ON(from == mem);
4933
4934                 mm = get_task_mm(p);
4935                 if (!mm)
4936                         return 0;
4937                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4938                 if (mm->owner == p) {
4939                         VM_BUG_ON(mc.from);
4940                         VM_BUG_ON(mc.to);
4941                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
4942                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4943                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4944                         mem_cgroup_start_move(from);
4945                         spin_lock(&mc.lock);
4946                         mc.from = from;
4947                         mc.to = mem;
4948                         spin_unlock(&mc.lock);
4949                         /* We set mc.moving_task later */
4950
4951                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4952                         if (ret)
4953                                 mem_cgroup_clear_mc();
4954                 }
4955                 mmput(mm);
4956         }
4957         return ret;
4958 }
4959
4960 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
4961                                 struct cgroup *cgroup,
4962                                 struct task_struct *p,
4963                                 bool threadgroup)
4964 {
4965         mem_cgroup_clear_mc();
4966 }
4967
4968 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4969                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4970                                 struct mm_walk *walk)
4971 {
4972         int ret = 0;
4973         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
4974         pte_t *pte;
4975         spinlock_t *ptl;
4976
4977         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
4978 retry:
4979         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4980         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4981                 pte_t ptent = *(pte++);
4982                 union mc_target target;
4983                 int type;
4984                 struct page *page;
4985                 struct page_cgroup *pc;
4986                 swp_entry_t ent;
4987
4988                 if (!mc.precharge)
4989                         break;
4990
4991                 type = is_target_pte_for_mc(vma, addr, ptent, &target);
4992                 switch (type) {
4993                 case MC_TARGET_PAGE:
4994                         page = target.page;
4995                         if (isolate_lru_page(page))
4996                                 goto put;
4997                         pc = lookup_page_cgroup(page);
4998                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
4999                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5000                                 mc.precharge--;
5001                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5002                                 mc.moved_charge++;
5003                         }
5004                         putback_lru_page(page);
5005 put:                    /* is_target_pte_for_mc() gets the page */
5006                         put_page(page);
5007                         break;
5008                 case MC_TARGET_SWAP:
5009                         ent = target.ent;
5010                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent,
5011                                                 mc.from, mc.to, false)) {
5012                                 mc.precharge--;
5013                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5014                                 mc.moved_swap++;
5015                         }
5016                         break;
5017                 default:
5018                         break;
5019                 }
5020         }
5021         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5022         cond_resched();
5023
5024         if (addr != end) {
5025                 /*
5026                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5027                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5028                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5029                  * phase.
5030                  */
5031                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5032                 if (!ret)
5033                         goto retry;
5034         }
5035
5036         return ret;
5037 }
5038
5039 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5040 {
5041         struct vm_area_struct *vma;
5042
5043         lru_add_drain_all();
5044 retry:
5045         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5046                 /*
5047                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5048                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5049                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5050                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5051                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5052                  */
5053                 __mem_cgroup_clear_mc();
5054                 cond_resched();
5055                 goto retry;
5056         }
5057         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5058                 int ret;
5059                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5060                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5061                         .mm = mm,
5062                         .private = vma,
5063                 };
5064                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5065                         continue;
5066                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5067                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5068                 if (ret)
5069                         /*
5070                          * means we have consumed all precharges and failed in
5071                          * doing additional charge. Just abandon here.
5072                          */
5073                         break;
5074         }
5075         up_read(&mm->mmap_sem);
5076 }
5077
5078 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5079                                 struct cgroup *cont,
5080                                 struct cgroup *old_cont,
5081                                 struct task_struct *p,
5082                                 bool threadgroup)
5083 {
5084         struct mm_struct *mm;
5085
5086         if (!mc.to)
5087                 /* no need to move charge */
5088                 return;
5089
5090         mm = get_task_mm(p);
5091         if (mm) {
5092                 mem_cgroup_move_charge(mm);
5093                 mmput(mm);
5094         }
5095         mem_cgroup_clear_mc();
5096 }
5097 #else   /* !CONFIG_MMU */
5098 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5099                                 struct cgroup *cgroup,
5100                                 struct task_struct *p,
5101                                 bool threadgroup)
5102 {
5103         return 0;
5104 }
5105 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5106                                 struct cgroup *cgroup,
5107                                 struct task_struct *p,
5108                                 bool threadgroup)
5109 {
5110 }
5111 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5112                                 struct cgroup *cont,
5113                                 struct cgroup *old_cont,
5114                                 struct task_struct *p,
5115                                 bool threadgroup)
5116 {
5117 }
5118 #endif
5119
5120 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5121         .name = "memory",
5122         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5123         .create = mem_cgroup_create,
5124         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5125         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5126         .populate = mem_cgroup_populate,
5127         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5128         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5129         .attach = mem_cgroup_move_task,
5130         .early_init = 0,
5131         .use_id = 1,
5132 };
5133
5134 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5135 static int __init enable_swap_account(char *s)
5136 {
5137         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5138         if (!(*s) || !strcmp(s, "=1"))
5139                 really_do_swap_account = 1;
5140         else if (!strcmp(s, "=0"))
5141                 really_do_swap_account = 0;
5142         return 1;
5143 }
5144 __setup("swapaccount", enable_swap_account);
5145
5146 static int __init disable_swap_account(char *s)
5147 {
5148         printk_once("noswapaccount is deprecated and will be removed in 2.6.40. Use swapaccount=0 instead\n");
5149         enable_swap_account("=0");
5150         return 1;
5151 }
5152 __setup("noswapaccount", disable_swap_account);
5153 #endif