cgroup: rename ->create/post_create/pre_destroy/destroy() to ->css_alloc/online/offli...
[linux-2.6-block.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/mutex.h>
38 #include <linux/rbtree.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/ip.h>
55 #include <net/tcp_memcontrol.h>
56
57 #include <asm/uaccess.h>
58
59 #include <trace/events/vmscan.h>
60
61 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
62 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
63 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
64
65 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
66 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
67 int do_swap_account __read_mostly;
68
69 /* for remember boot option*/
70 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
71 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
72 #else
73 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
74 #endif
75
76 #else
77 #define do_swap_account         0
78 #endif
79
80
81 /*
82  * Statistics for memory cgroup.
83  */
84 enum mem_cgroup_stat_index {
85         /*
86          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
87          */
88         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
89         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
90         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
91         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
92         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
93 };
94
95 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
96         "cache",
97         "rss",
98         "mapped_file",
99         "swap",
100 };
101
102 enum mem_cgroup_events_index {
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
106         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
107         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
108 };
109
110 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
111         "pgpgin",
112         "pgpgout",
113         "pgfault",
114         "pgmajfault",
115 };
116
117 /*
118  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
119  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
120  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
121  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
122  */
123 enum mem_cgroup_events_target {
124         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
125         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
126         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
127         MEM_CGROUP_NTARGETS,
128 };
129 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
130 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
131 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
132
133 struct mem_cgroup_stat_cpu {
134         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
135         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
136         unsigned long nr_page_events;
137         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
138 };
139
140 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
141         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
142         int position;
143         /* scan generation, increased every round-trip */
144         unsigned int generation;
145 };
146
147 /*
148  * per-zone information in memory controller.
149  */
150 struct mem_cgroup_per_zone {
151         struct lruvec           lruvec;
152         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
153
154         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
155
156         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
157         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
158                                                 /* the soft limit is exceeded*/
159         bool                    on_tree;
160         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
161                                                 /* use container_of        */
162 };
163
164 struct mem_cgroup_per_node {
165         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
166 };
167
168 struct mem_cgroup_lru_info {
169         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
170 };
171
172 /*
173  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
174  * their hierarchy representation
175  */
176
177 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
178         struct rb_root rb_root;
179         spinlock_t lock;
180 };
181
182 struct mem_cgroup_tree_per_node {
183         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
184 };
185
186 struct mem_cgroup_tree {
187         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
188 };
189
190 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
191
192 struct mem_cgroup_threshold {
193         struct eventfd_ctx *eventfd;
194         u64 threshold;
195 };
196
197 /* For threshold */
198 struct mem_cgroup_threshold_ary {
199         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
200         int current_threshold;
201         /* Size of entries[] */
202         unsigned int size;
203         /* Array of thresholds */
204         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
205 };
206
207 struct mem_cgroup_thresholds {
208         /* Primary thresholds array */
209         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
210         /*
211          * Spare threshold array.
212          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
213          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
214          */
215         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
216 };
217
218 /* for OOM */
219 struct mem_cgroup_eventfd_list {
220         struct list_head list;
221         struct eventfd_ctx *eventfd;
222 };
223
224 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
225 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
226
227 /*
228  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
229  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
230  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
231  * to help the administrator determine what knobs to tune.
232  *
233  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
234  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
235  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
236  * a feature that will be implemented much later in the future.
237  */
238 struct mem_cgroup {
239         struct cgroup_subsys_state css;
240         /*
241          * the counter to account for memory usage
242          */
243         struct res_counter res;
244
245         union {
246                 /*
247                  * the counter to account for mem+swap usage.
248                  */
249                 struct res_counter memsw;
250
251                 /*
252                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
253                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
254                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
255                  * in a union with the res field, but res plays a much
256                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
257                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
258                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
259                  */
260                 struct rcu_head rcu_freeing;
261                 /*
262                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
263                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
264                  */
265                 struct work_struct work_freeing;
266         };
267
268         /*
269          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
270          * per zone LRU lists.
271          */
272         struct mem_cgroup_lru_info info;
273         int last_scanned_node;
274 #if MAX_NUMNODES > 1
275         nodemask_t      scan_nodes;
276         atomic_t        numainfo_events;
277         atomic_t        numainfo_updating;
278 #endif
279         /*
280          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
281          */
282         bool use_hierarchy;
283
284         bool            oom_lock;
285         atomic_t        under_oom;
286
287         atomic_t        refcnt;
288
289         int     swappiness;
290         /* OOM-Killer disable */
291         int             oom_kill_disable;
292
293         /* set when res.limit == memsw.limit */
294         bool            memsw_is_minimum;
295
296         /* protect arrays of thresholds */
297         struct mutex thresholds_lock;
298
299         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
300         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
301
302         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
303         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
304
305         /* For oom notifier event fd */
306         struct list_head oom_notify;
307
308         /*
309          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
310          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
311          */
312         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
313         /*
314          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
315          */
316         atomic_t        moving_account;
317         /* taken only while moving_account > 0 */
318         spinlock_t      move_lock;
319         /*
320          * percpu counter.
321          */
322         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
323         /*
324          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
325          * See mem_cgroup_read_stat().
326          */
327         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
328         spinlock_t pcp_counter_lock;
329
330 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
331         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
332 #endif
333 };
334
335 /* Stuffs for move charges at task migration. */
336 /*
337  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
338  * left-shifted bitmap of these types.
339  */
340 enum move_type {
341         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
342         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
343         NR_MOVE_TYPE,
344 };
345
346 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
347 static struct move_charge_struct {
348         spinlock_t        lock; /* for from, to */
349         struct mem_cgroup *from;
350         struct mem_cgroup *to;
351         unsigned long precharge;
352         unsigned long moved_charge;
353         unsigned long moved_swap;
354         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
355         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
356 } mc = {
357         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
358         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
359 };
360
361 static bool move_anon(void)
362 {
363         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
364                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
365 }
366
367 static bool move_file(void)
368 {
369         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
370                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
371 }
372
373 /*
374  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
375  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
376  */
377 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
378 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
379
380 enum charge_type {
381         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
382         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
383         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
384         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
385         NR_CHARGE_TYPE,
386 };
387
388 /* for encoding cft->private value on file */
389 #define _MEM                    (0)
390 #define _MEMSWAP                (1)
391 #define _OOM_TYPE               (2)
392 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
393 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
394 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
395 /* Used for OOM nofiier */
396 #define OOM_CONTROL             (0)
397
398 /*
399  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
400  */
401 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
402 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
403 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
404 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
405
406 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
407 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
408
409 static inline
410 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
411 {
412         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
413 }
414
415 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
416 {
417         return (memcg == root_mem_cgroup);
418 }
419
420 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
421 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
422
423 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
424 {
425         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
426                 struct mem_cgroup *memcg;
427                 struct cg_proto *cg_proto;
428
429                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
430
431                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
432                  * filled. It won't however, necessarily happen from
433                  * process context. So the test for root memcg given
434                  * the current task's memcg won't help us in this case.
435                  *
436                  * Respecting the original socket's memcg is a better
437                  * decision in this case.
438                  */
439                 if (sk->sk_cgrp) {
440                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
441                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
442                         return;
443                 }
444
445                 rcu_read_lock();
446                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
447                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
448                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
449                         mem_cgroup_get(memcg);
450                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
451                 }
452                 rcu_read_unlock();
453         }
454 }
455 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
456
457 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
458 {
459         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
460                 struct mem_cgroup *memcg;
461                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
462                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
463                 mem_cgroup_put(memcg);
464         }
465 }
466
467 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
468 {
469         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
470                 return NULL;
471
472         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
473 }
474 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
475
476 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
477 {
478         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
479                 return;
480         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
481 }
482 #else
483 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
484 {
485 }
486 #endif
487
488 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
489
490 static struct mem_cgroup_per_zone *
491 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
492 {
493         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
494 }
495
496 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
497 {
498         return &memcg->css;
499 }
500
501 static struct mem_cgroup_per_zone *
502 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
503 {
504         int nid = page_to_nid(page);
505         int zid = page_zonenum(page);
506
507         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
508 }
509
510 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
511 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
512 {
513         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
514 }
515
516 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
517 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
518 {
519         int nid = page_to_nid(page);
520         int zid = page_zonenum(page);
521
522         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
523 }
524
525 static void
526 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
527                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
528                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
529                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
530 {
531         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
532         struct rb_node *parent = NULL;
533         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
534
535         if (mz->on_tree)
536                 return;
537
538         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
539         if (!mz->usage_in_excess)
540                 return;
541         while (*p) {
542                 parent = *p;
543                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
544                                         tree_node);
545                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
546                         p = &(*p)->rb_left;
547                 /*
548                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
549                  * limit by the same amount
550                  */
551                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
552                         p = &(*p)->rb_right;
553         }
554         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
555         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
556         mz->on_tree = true;
557 }
558
559 static void
560 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
561                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
562                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
563 {
564         if (!mz->on_tree)
565                 return;
566         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
567         mz->on_tree = false;
568 }
569
570 static void
571 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
572                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
573                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
574 {
575         spin_lock(&mctz->lock);
576         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
577         spin_unlock(&mctz->lock);
578 }
579
580
581 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
582 {
583         unsigned long long excess;
584         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
585         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
586         int nid = page_to_nid(page);
587         int zid = page_zonenum(page);
588         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
589
590         /*
591          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
592          * because their event counter is not touched.
593          */
594         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
595                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
596                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
597                 /*
598                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
599                  * mem is over its softlimit.
600                  */
601                 if (excess || mz->on_tree) {
602                         spin_lock(&mctz->lock);
603                         /* if on-tree, remove it */
604                         if (mz->on_tree)
605                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
606                         /*
607                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
608                          * If excess is 0, no tree ops.
609                          */
610                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
611                         spin_unlock(&mctz->lock);
612                 }
613         }
614 }
615
616 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
617 {
618         int node, zone;
619         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
620         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
621
622         for_each_node(node) {
623                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
624                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
625                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
626                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
627                 }
628         }
629 }
630
631 static struct mem_cgroup_per_zone *
632 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
633 {
634         struct rb_node *rightmost = NULL;
635         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
636
637 retry:
638         mz = NULL;
639         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
640         if (!rightmost)
641                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
642
643         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
644         /*
645          * Remove the node now but someone else can add it back,
646          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
647          * position in the tree.
648          */
649         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
650         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
651                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
652                 goto retry;
653 done:
654         return mz;
655 }
656
657 static struct mem_cgroup_per_zone *
658 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
659 {
660         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
661
662         spin_lock(&mctz->lock);
663         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
664         spin_unlock(&mctz->lock);
665         return mz;
666 }
667
668 /*
669  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
670  *
671  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
672  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
673  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
674  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
675  *
676  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
677  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
678  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
679  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
680  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
681  *
682  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
683  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
684  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
685  * implemented.
686  */
687 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
688                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
689 {
690         long val = 0;
691         int cpu;
692
693         get_online_cpus();
694         for_each_online_cpu(cpu)
695                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
696 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
697         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
698         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
699         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
700 #endif
701         put_online_cpus();
702         return val;
703 }
704
705 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
706                                          bool charge)
707 {
708         int val = (charge) ? 1 : -1;
709         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
710 }
711
712 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
713                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
714 {
715         unsigned long val = 0;
716         int cpu;
717
718         for_each_online_cpu(cpu)
719                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
720 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
721         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
722         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
723         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
724 #endif
725         return val;
726 }
727
728 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
729                                          bool anon, int nr_pages)
730 {
731         preempt_disable();
732
733         /*
734          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
735          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
736          */
737         if (anon)
738                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
739                                 nr_pages);
740         else
741                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
742                                 nr_pages);
743
744         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
745         if (nr_pages > 0)
746                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
747         else {
748                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
749                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
750         }
751
752         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
753
754         preempt_enable();
755 }
756
757 unsigned long
758 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
759 {
760         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
761
762         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
763         return mz->lru_size[lru];
764 }
765
766 static unsigned long
767 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
768                         unsigned int lru_mask)
769 {
770         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
771         enum lru_list lru;
772         unsigned long ret = 0;
773
774         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
775
776         for_each_lru(lru) {
777                 if (BIT(lru) & lru_mask)
778                         ret += mz->lru_size[lru];
779         }
780         return ret;
781 }
782
783 static unsigned long
784 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
785                         int nid, unsigned int lru_mask)
786 {
787         u64 total = 0;
788         int zid;
789
790         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
791                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
792                                                 nid, zid, lru_mask);
793
794         return total;
795 }
796
797 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
798                         unsigned int lru_mask)
799 {
800         int nid;
801         u64 total = 0;
802
803         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
804                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
805         return total;
806 }
807
808 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
809                                        enum mem_cgroup_events_target target)
810 {
811         unsigned long val, next;
812
813         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
814         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
815         /* from time_after() in jiffies.h */
816         if ((long)next - (long)val < 0) {
817                 switch (target) {
818                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
819                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
820                         break;
821                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
822                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
823                         break;
824                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
825                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
826                         break;
827                 default:
828                         break;
829                 }
830                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
831                 return true;
832         }
833         return false;
834 }
835
836 /*
837  * Check events in order.
838  *
839  */
840 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
841 {
842         preempt_disable();
843         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
844         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
845                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
846                 bool do_softlimit;
847                 bool do_numainfo __maybe_unused;
848
849                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
850                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
851 #if MAX_NUMNODES > 1
852                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
853                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
854 #endif
855                 preempt_enable();
856
857                 mem_cgroup_threshold(memcg);
858                 if (unlikely(do_softlimit))
859                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
860 #if MAX_NUMNODES > 1
861                 if (unlikely(do_numainfo))
862                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
863 #endif
864         } else
865                 preempt_enable();
866 }
867
868 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
869 {
870         return mem_cgroup_from_css(
871                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
872 }
873
874 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
875 {
876         /*
877          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
878          * if it races with swapoff, page migration, etc.
879          * So this can be called with p == NULL.
880          */
881         if (unlikely(!p))
882                 return NULL;
883
884         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
885 }
886
887 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
888 {
889         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
890
891         if (!mm)
892                 return NULL;
893         /*
894          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
895          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
896          * pessimistic (rather than adding locks here).
897          */
898         rcu_read_lock();
899         do {
900                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
901                 if (unlikely(!memcg))
902                         break;
903         } while (!css_tryget(&memcg->css));
904         rcu_read_unlock();
905         return memcg;
906 }
907
908 /**
909  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
910  * @root: hierarchy root
911  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
912  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
913  *
914  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
915  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
916  *
917  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
918  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
919  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
920  *
921  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
922  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
923  * reclaimers operating on the same zone and priority.
924  */
925 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
926                                    struct mem_cgroup *prev,
927                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
928 {
929         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
930         int id = 0;
931
932         if (mem_cgroup_disabled())
933                 return NULL;
934
935         if (!root)
936                 root = root_mem_cgroup;
937
938         if (prev && !reclaim)
939                 id = css_id(&prev->css);
940
941         if (prev && prev != root)
942                 css_put(&prev->css);
943
944         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
945                 if (prev)
946                         return NULL;
947                 return root;
948         }
949
950         while (!memcg) {
951                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
952                 struct cgroup_subsys_state *css;
953
954                 if (reclaim) {
955                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
956                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
957                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
958
959                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
960                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
961                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
962                                 return NULL;
963                         id = iter->position;
964                 }
965
966                 rcu_read_lock();
967                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
968                 if (css) {
969                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
970                                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
971                 } else
972                         id = 0;
973                 rcu_read_unlock();
974
975                 if (reclaim) {
976                         iter->position = id;
977                         if (!css)
978                                 iter->generation++;
979                         else if (!prev && memcg)
980                                 reclaim->generation = iter->generation;
981                 }
982
983                 if (prev && !css)
984                         return NULL;
985         }
986         return memcg;
987 }
988
989 /**
990  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
991  * @root: hierarchy root
992  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
993  */
994 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
995                            struct mem_cgroup *prev)
996 {
997         if (!root)
998                 root = root_mem_cgroup;
999         if (prev && prev != root)
1000                 css_put(&prev->css);
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1005  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1006  * be used for reference counting.
1007  */
1008 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1009         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1010              iter != NULL;                              \
1011              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1012
1013 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1014         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1015              iter != NULL;                              \
1016              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1017
1018 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1019 {
1020         struct mem_cgroup *memcg;
1021
1022         if (!mm)
1023                 return;
1024
1025         rcu_read_lock();
1026         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1027         if (unlikely(!memcg))
1028                 goto out;
1029
1030         switch (idx) {
1031         case PGFAULT:
1032                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1033                 break;
1034         case PGMAJFAULT:
1035                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1036                 break;
1037         default:
1038                 BUG();
1039         }
1040 out:
1041         rcu_read_unlock();
1042 }
1043 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1044
1045 /**
1046  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1047  * @zone: zone of the wanted lruvec
1048  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1049  *
1050  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1051  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1052  * is disabled.
1053  */
1054 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1055                                       struct mem_cgroup *memcg)
1056 {
1057         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1058
1059         if (mem_cgroup_disabled())
1060                 return &zone->lruvec;
1061
1062         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1063         return &mz->lruvec;
1064 }
1065
1066 /*
1067  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1068  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1069  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1070  *
1071  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1072  * 1. charge
1073  * 2. moving account
1074  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1075  * It is added to LRU before charge.
1076  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1077  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1078  */
1079
1080 /**
1081  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1082  * @page: the page
1083  * @zone: zone of the page
1084  */
1085 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1086 {
1087         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1088         struct mem_cgroup *memcg;
1089         struct page_cgroup *pc;
1090
1091         if (mem_cgroup_disabled())
1092                 return &zone->lruvec;
1093
1094         pc = lookup_page_cgroup(page);
1095         memcg = pc->mem_cgroup;
1096
1097         /*
1098          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1099          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1100          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1101          *
1102          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1103          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1104          * of pc->mem_cgroup safe.
1105          */
1106         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1107                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1108
1109         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1110         return &mz->lruvec;
1111 }
1112
1113 /**
1114  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1115  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1116  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1117  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1118  *
1119  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1120  * lru list.
1121  */
1122 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1123                                 int nr_pages)
1124 {
1125         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1126         unsigned long *lru_size;
1127
1128         if (mem_cgroup_disabled())
1129                 return;
1130
1131         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1132         lru_size = mz->lru_size + lru;
1133         *lru_size += nr_pages;
1134         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1135 }
1136
1137 /*
1138  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1139  * hierarchy subtree
1140  */
1141 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1142                                   struct mem_cgroup *memcg)
1143 {
1144         if (root_memcg == memcg)
1145                 return true;
1146         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1147                 return false;
1148         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1149 }
1150
1151 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1152                                        struct mem_cgroup *memcg)
1153 {
1154         bool ret;
1155
1156         rcu_read_lock();
1157         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1158         rcu_read_unlock();
1159         return ret;
1160 }
1161
1162 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1163 {
1164         int ret;
1165         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1166         struct task_struct *p;
1167
1168         p = find_lock_task_mm(task);
1169         if (p) {
1170                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1171                 task_unlock(p);
1172         } else {
1173                 /*
1174                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1175                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1176                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1177                  */
1178                 task_lock(task);
1179                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1180                 if (curr)
1181                         css_get(&curr->css);
1182                 task_unlock(task);
1183         }
1184         if (!curr)
1185                 return 0;
1186         /*
1187          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1188          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1189          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1190          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1191          */
1192         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1193         css_put(&curr->css);
1194         return ret;
1195 }
1196
1197 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1198 {
1199         unsigned long inactive_ratio;
1200         unsigned long inactive;
1201         unsigned long active;
1202         unsigned long gb;
1203
1204         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1205         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1206
1207         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1208         if (gb)
1209                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1210         else
1211                 inactive_ratio = 1;
1212
1213         return inactive * inactive_ratio < active;
1214 }
1215
1216 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1217 {
1218         unsigned long active;
1219         unsigned long inactive;
1220
1221         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1222         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1223
1224         return (active > inactive);
1225 }
1226
1227 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1228         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1229
1230 /**
1231  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1232  * @memcg: the memory cgroup
1233  *
1234  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1235  * pages.
1236  */
1237 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1238 {
1239         unsigned long long margin;
1240
1241         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1242         if (do_swap_account)
1243                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1244         return margin >> PAGE_SHIFT;
1245 }
1246
1247 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1248 {
1249         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1250
1251         /* root ? */
1252         if (cgrp->parent == NULL)
1253                 return vm_swappiness;
1254
1255         return memcg->swappiness;
1256 }
1257
1258 /*
1259  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1260  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1261  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1262  * rcu_read_lock(), like this:
1263  *
1264  *         CPU-A                                    CPU-B
1265  *                                              rcu_read_lock()
1266  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1267  *                                                   take heavy locks.
1268  *         synchronize_rcu()                    update something.
1269  *                                              rcu_read_unlock()
1270  *         start move here.
1271  */
1272
1273 /* for quick checking without looking up memcg */
1274 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1275
1276 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1277 {
1278         atomic_inc(&memcg_moving);
1279         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1280         synchronize_rcu();
1281 }
1282
1283 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1284 {
1285         /*
1286          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1287          * We check NULL in callee rather than caller.
1288          */
1289         if (memcg) {
1290                 atomic_dec(&memcg_moving);
1291                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1292         }
1293 }
1294
1295 /*
1296  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1297  *
1298  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1299  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1300  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1301  *
1302  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1303  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1304  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1305  */
1306
1307 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1308 {
1309         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1310         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1311 }
1312
1313 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1314 {
1315         struct mem_cgroup *from;
1316         struct mem_cgroup *to;
1317         bool ret = false;
1318         /*
1319          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1320          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1321          */
1322         spin_lock(&mc.lock);
1323         from = mc.from;
1324         to = mc.to;
1325         if (!from)
1326                 goto unlock;
1327
1328         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1329                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1330 unlock:
1331         spin_unlock(&mc.lock);
1332         return ret;
1333 }
1334
1335 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1336 {
1337         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1338                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1339                         DEFINE_WAIT(wait);
1340                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1341                         /* moving charge context might have finished. */
1342                         if (mc.moving_task)
1343                                 schedule();
1344                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1345                         return true;
1346                 }
1347         }
1348         return false;
1349 }
1350
1351 /*
1352  * Take this lock when
1353  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1354  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1355  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1356  */
1357 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1358                                   unsigned long *flags)
1359 {
1360         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1361 }
1362
1363 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1364                                 unsigned long *flags)
1365 {
1366         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1367 }
1368
1369 /**
1370  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1371  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1372  * @p: Task that is going to be killed
1373  *
1374  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1375  * enabled
1376  */
1377 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1378 {
1379         struct cgroup *task_cgrp;
1380         struct cgroup *mem_cgrp;
1381         /*
1382          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1383          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1384          * If this assumption is broken, revisit this code.
1385          */
1386         static char memcg_name[PATH_MAX];
1387         int ret;
1388
1389         if (!memcg || !p)
1390                 return;
1391
1392         rcu_read_lock();
1393
1394         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1395         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1396
1397         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1398         if (ret < 0) {
1399                 /*
1400                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1401                  * But we'll still print out the usage information
1402                  */
1403                 rcu_read_unlock();
1404                 goto done;
1405         }
1406         rcu_read_unlock();
1407
1408         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1409
1410         rcu_read_lock();
1411         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1412         if (ret < 0) {
1413                 rcu_read_unlock();
1414                 goto done;
1415         }
1416         rcu_read_unlock();
1417
1418         /*
1419          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1420          */
1421         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1422 done:
1423
1424         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1425                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1426                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1427                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1428         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1429                 "failcnt %llu\n",
1430                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1431                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1432                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1433 }
1434
1435 /*
1436  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1437  * 1(self count) if no children.
1438  */
1439 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1440 {
1441         int num = 0;
1442         struct mem_cgroup *iter;
1443
1444         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1445                 num++;
1446         return num;
1447 }
1448
1449 /*
1450  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1451  */
1452 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1453 {
1454         u64 limit;
1455         u64 memsw;
1456
1457         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1458         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1459
1460         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1461         /*
1462          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1463          * to this memcg, return that limit.
1464          */
1465         return min(limit, memsw);
1466 }
1467
1468 void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1469                               int order)
1470 {
1471         struct mem_cgroup *iter;
1472         unsigned long chosen_points = 0;
1473         unsigned long totalpages;
1474         unsigned int points = 0;
1475         struct task_struct *chosen = NULL;
1476
1477         /*
1478          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1479          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1480          * its memory.
1481          */
1482         if (fatal_signal_pending(current)) {
1483                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1484                 return;
1485         }
1486
1487         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1488         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1489         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1490                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1491                 struct cgroup_iter it;
1492                 struct task_struct *task;
1493
1494                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1495                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1496                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1497                                                         false)) {
1498                         case OOM_SCAN_SELECT:
1499                                 if (chosen)
1500                                         put_task_struct(chosen);
1501                                 chosen = task;
1502                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1503                                 get_task_struct(chosen);
1504                                 /* fall through */
1505                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1506                                 continue;
1507                         case OOM_SCAN_ABORT:
1508                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1509                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1510                                 if (chosen)
1511                                         put_task_struct(chosen);
1512                                 return;
1513                         case OOM_SCAN_OK:
1514                                 break;
1515                         };
1516                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1517                         if (points > chosen_points) {
1518                                 if (chosen)
1519                                         put_task_struct(chosen);
1520                                 chosen = task;
1521                                 chosen_points = points;
1522                                 get_task_struct(chosen);
1523                         }
1524                 }
1525                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1526         }
1527
1528         if (!chosen)
1529                 return;
1530         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1531         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1532                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1533 }
1534
1535 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1536                                         gfp_t gfp_mask,
1537                                         unsigned long flags)
1538 {
1539         unsigned long total = 0;
1540         bool noswap = false;
1541         int loop;
1542
1543         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1544                 noswap = true;
1545         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1546                 noswap = true;
1547
1548         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1549                 if (loop)
1550                         drain_all_stock_async(memcg);
1551                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1552                 /*
1553                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1554                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1555                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1556                  */
1557                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1558                         break;
1559                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1560                         break;
1561                 /*
1562                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1563                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1564                  */
1565                 if (loop && !total)
1566                         break;
1567         }
1568         return total;
1569 }
1570
1571 /**
1572  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1573  * @memcg: the target memcg
1574  * @nid: the node ID to be checked.
1575  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1576  *
1577  * This function returns whether the specified memcg contains any
1578  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1579  * pages in the node.
1580  */
1581 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1582                 int nid, bool noswap)
1583 {
1584         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1585                 return true;
1586         if (noswap || !total_swap_pages)
1587                 return false;
1588         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1589                 return true;
1590         return false;
1591
1592 }
1593 #if MAX_NUMNODES > 1
1594
1595 /*
1596  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1597  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1598  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1599  *
1600  */
1601 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1602 {
1603         int nid;
1604         /*
1605          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1606          * pagein/pageout changes since the last update.
1607          */
1608         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1609                 return;
1610         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1611                 return;
1612
1613         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1614         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1615
1616         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1617
1618                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1619                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1620         }
1621
1622         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1623         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1624 }
1625
1626 /*
1627  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1628  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1629  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1630  *
1631  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1632  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1633  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1634  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1635  *
1636  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1637  */
1638 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1639 {
1640         int node;
1641
1642         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1643         node = memcg->last_scanned_node;
1644
1645         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1646         if (node == MAX_NUMNODES)
1647                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1648         /*
1649          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1650          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1651          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1652          * we use curret node.
1653          */
1654         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1655                 node = numa_node_id();
1656
1657         memcg->last_scanned_node = node;
1658         return node;
1659 }
1660
1661 /*
1662  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1663  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1664  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1665  * enough new information. We need to do double check.
1666  */
1667 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1668 {
1669         int nid;
1670
1671         /*
1672          * quick check...making use of scan_node.
1673          * We can skip unused nodes.
1674          */
1675         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1676                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1677                      nid < MAX_NUMNODES;
1678                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1679
1680                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1681                                 return true;
1682                 }
1683         }
1684         /*
1685          * Check rest of nodes.
1686          */
1687         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1688                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1689                         continue;
1690                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1691                         return true;
1692         }
1693         return false;
1694 }
1695
1696 #else
1697 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1698 {
1699         return 0;
1700 }
1701
1702 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1703 {
1704         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1705 }
1706 #endif
1707
1708 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1709                                    struct zone *zone,
1710                                    gfp_t gfp_mask,
1711                                    unsigned long *total_scanned)
1712 {
1713         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1714         int total = 0;
1715         int loop = 0;
1716         unsigned long excess;
1717         unsigned long nr_scanned;
1718         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1719                 .zone = zone,
1720                 .priority = 0,
1721         };
1722
1723         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1724
1725         while (1) {
1726                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1727                 if (!victim) {
1728                         loop++;
1729                         if (loop >= 2) {
1730                                 /*
1731                                  * If we have not been able to reclaim
1732                                  * anything, it might because there are
1733                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1734                                  */
1735                                 if (!total)
1736                                         break;
1737                                 /*
1738                                  * We want to do more targeted reclaim.
1739                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1740                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1741                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1742                                  */
1743                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1744                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1745                                         break;
1746                         }
1747                         continue;
1748                 }
1749                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1750                         continue;
1751                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1752                                                      zone, &nr_scanned);
1753                 *total_scanned += nr_scanned;
1754                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1755                         break;
1756         }
1757         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1758         return total;
1759 }
1760
1761 /*
1762  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1763  * If someone is running, return false.
1764  * Has to be called with memcg_oom_lock
1765  */
1766 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1767 {
1768         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1769
1770         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1771                 if (iter->oom_lock) {
1772                         /*
1773                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1774                          * so we cannot give a lock.
1775                          */
1776                         failed = iter;
1777                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1778                         break;
1779                 } else
1780                         iter->oom_lock = true;
1781         }
1782
1783         if (!failed)
1784                 return true;
1785
1786         /*
1787          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1788          * what we set up to the failing subtree
1789          */
1790         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1791                 if (iter == failed) {
1792                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1793                         break;
1794                 }
1795                 iter->oom_lock = false;
1796         }
1797         return false;
1798 }
1799
1800 /*
1801  * Has to be called with memcg_oom_lock
1802  */
1803 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1804 {
1805         struct mem_cgroup *iter;
1806
1807         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1808                 iter->oom_lock = false;
1809         return 0;
1810 }
1811
1812 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1813 {
1814         struct mem_cgroup *iter;
1815
1816         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1817                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1818 }
1819
1820 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1821 {
1822         struct mem_cgroup *iter;
1823
1824         /*
1825          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1826          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1827          * atomic_add_unless() here.
1828          */
1829         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1830                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1831 }
1832
1833 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1834 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1835
1836 struct oom_wait_info {
1837         struct mem_cgroup *memcg;
1838         wait_queue_t    wait;
1839 };
1840
1841 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1842         unsigned mode, int sync, void *arg)
1843 {
1844         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1845         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1846         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1847
1848         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1849         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1850
1851         /*
1852          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1853          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1854          */
1855         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1856                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1857                 return 0;
1858         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1859 }
1860
1861 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1862 {
1863         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1864         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1865 }
1866
1867 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1868 {
1869         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1870                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1871 }
1872
1873 /*
1874  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1875  */
1876 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1877                                   int order)
1878 {
1879         struct oom_wait_info owait;
1880         bool locked, need_to_kill;
1881
1882         owait.memcg = memcg;
1883         owait.wait.flags = 0;
1884         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1885         owait.wait.private = current;
1886         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1887         need_to_kill = true;
1888         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1889
1890         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1891         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1892         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1893         /*
1894          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1895          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1896          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1897          */
1898         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1899         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1900                 need_to_kill = false;
1901         if (locked)
1902                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1903         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1904
1905         if (need_to_kill) {
1906                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1907                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1908         } else {
1909                 schedule();
1910                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1911         }
1912         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1913         if (locked)
1914                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1915         memcg_wakeup_oom(memcg);
1916         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1917
1918         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1919
1920         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1921                 return false;
1922         /* Give chance to dying process */
1923         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1924         return true;
1925 }
1926
1927 /*
1928  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1929  * generalized to update other statistics as well.
1930  *
1931  * Notes: Race condition
1932  *
1933  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1934  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1935  * to do so _always_.
1936  *
1937  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1938  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1939  * are no race with "charge".
1940  *
1941  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1942  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1943  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1944  * by flags.
1945  *
1946  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1947  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1948  * If there is, we take a lock.
1949  */
1950
1951 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1952                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1953 {
1954         struct mem_cgroup *memcg;
1955         struct page_cgroup *pc;
1956
1957         pc = lookup_page_cgroup(page);
1958 again:
1959         memcg = pc->mem_cgroup;
1960         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1961                 return;
1962         /*
1963          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1964          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
1965          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1966          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1967          */
1968         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
1969                 return;
1970
1971         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
1972         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
1973                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
1974                 goto again;
1975         }
1976         *locked = true;
1977 }
1978
1979 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
1980 {
1981         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1982
1983         /*
1984          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
1985          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
1986          * should take move_lock_mem_cgroup().
1987          */
1988         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
1989 }
1990
1991 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1992                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1993 {
1994         struct mem_cgroup *memcg;
1995         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1996         unsigned long uninitialized_var(flags);
1997
1998         if (mem_cgroup_disabled())
1999                 return;
2000
2001         memcg = pc->mem_cgroup;
2002         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2003                 return;
2004
2005         switch (idx) {
2006         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2007                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2008                 break;
2009         default:
2010                 BUG();
2011         }
2012
2013         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2014 }
2015
2016 /*
2017  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2018  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2019  */
2020 #define CHARGE_BATCH    32U
2021 struct memcg_stock_pcp {
2022         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2023         unsigned int nr_pages;
2024         struct work_struct work;
2025         unsigned long flags;
2026 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2027 };
2028 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2029 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2030
2031 /*
2032  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2033  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2034  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2035  * refilled.
2036  */
2037 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2038 {
2039         struct memcg_stock_pcp *stock;
2040         bool ret = true;
2041
2042         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2043         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2044                 stock->nr_pages--;
2045         else /* need to call res_counter_charge */
2046                 ret = false;
2047         put_cpu_var(memcg_stock);
2048         return ret;
2049 }
2050
2051 /*
2052  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2053  */
2054 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2055 {
2056         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2057
2058         if (stock->nr_pages) {
2059                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2060
2061                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2062                 if (do_swap_account)
2063                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2064                 stock->nr_pages = 0;
2065         }
2066         stock->cached = NULL;
2067 }
2068
2069 /*
2070  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2071  * a thread which is pinned to local cpu.
2072  */
2073 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2074 {
2075         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2076         drain_stock(stock);
2077         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2078 }
2079
2080 /*
2081  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2082  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2083  */
2084 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2085 {
2086         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2087
2088         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2089                 drain_stock(stock);
2090                 stock->cached = memcg;
2091         }
2092         stock->nr_pages += nr_pages;
2093         put_cpu_var(memcg_stock);
2094 }
2095
2096 /*
2097  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2098  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2099  * until the work is done.
2100  */
2101 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2102 {
2103         int cpu, curcpu;
2104
2105         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2106         get_online_cpus();
2107         curcpu = get_cpu();
2108         for_each_online_cpu(cpu) {
2109                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2110                 struct mem_cgroup *memcg;
2111
2112                 memcg = stock->cached;
2113                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2114                         continue;
2115                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2116                         continue;
2117                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2118                         if (cpu == curcpu)
2119                                 drain_local_stock(&stock->work);
2120                         else
2121                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2122                 }
2123         }
2124         put_cpu();
2125
2126         if (!sync)
2127                 goto out;
2128
2129         for_each_online_cpu(cpu) {
2130                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2131                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2132                         flush_work(&stock->work);
2133         }
2134 out:
2135         put_online_cpus();
2136 }
2137
2138 /*
2139  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2140  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2141  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2142  * it.
2143  */
2144 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2145 {
2146         /*
2147          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2148          */
2149         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2150                 return;
2151         drain_all_stock(root_memcg, false);
2152         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2153 }
2154
2155 /* This is a synchronous drain interface. */
2156 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2157 {
2158         /* called when force_empty is called */
2159         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2160         drain_all_stock(root_memcg, true);
2161         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2162 }
2163
2164 /*
2165  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2166  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2167  */
2168 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2169 {
2170         int i;
2171
2172         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2173         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2174                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2175
2176                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2177                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2178         }
2179         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2180                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2181
2182                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2183                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2184         }
2185         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2186 }
2187
2188 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2189                                         unsigned long action,
2190                                         void *hcpu)
2191 {
2192         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2193         struct memcg_stock_pcp *stock;
2194         struct mem_cgroup *iter;
2195
2196         if (action == CPU_ONLINE)
2197                 return NOTIFY_OK;
2198
2199         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2200                 return NOTIFY_OK;
2201
2202         for_each_mem_cgroup(iter)
2203                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2204
2205         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2206         drain_stock(stock);
2207         return NOTIFY_OK;
2208 }
2209
2210
2211 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2212 enum {
2213         CHARGE_OK,              /* success */
2214         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2215         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2216         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2217         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2218 };
2219
2220 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2221                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2222 {
2223         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2224         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2225         struct res_counter *fail_res;
2226         unsigned long flags = 0;
2227         int ret;
2228
2229         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2230
2231         if (likely(!ret)) {
2232                 if (!do_swap_account)
2233                         return CHARGE_OK;
2234                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2235                 if (likely(!ret))
2236                         return CHARGE_OK;
2237
2238                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2239                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2240                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2241         } else
2242                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2243         /*
2244          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2245          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2246          *
2247          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2248          * single page instead.
2249          */
2250         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2251                 return CHARGE_RETRY;
2252
2253         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2254                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2255
2256         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2257         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2258                 return CHARGE_RETRY;
2259         /*
2260          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2261          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2262          * before killing the task.
2263          *
2264          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2265          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2266          * to regular pages anyway in case of failure.
2267          */
2268         if (nr_pages == 1 && ret)
2269                 return CHARGE_RETRY;
2270
2271         /*
2272          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2273          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2274          */
2275         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2276                 return CHARGE_RETRY;
2277
2278         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2279         if (!oom_check)
2280                 return CHARGE_NOMEM;
2281         /* check OOM */
2282         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2283                 return CHARGE_OOM_DIE;
2284
2285         return CHARGE_RETRY;
2286 }
2287
2288 /*
2289  * __mem_cgroup_try_charge() does
2290  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2291  * 2. update res_counter
2292  * 3. call memory reclaim if necessary.
2293  *
2294  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2295  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2296  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2297  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2298  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2299  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2300  *
2301  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2302  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2303  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2304  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2305  *
2306  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2307  * the oom-killer can be invoked.
2308  */
2309 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2310                                    gfp_t gfp_mask,
2311                                    unsigned int nr_pages,
2312                                    struct mem_cgroup **ptr,
2313                                    bool oom)
2314 {
2315         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2316         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2317         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2318         int ret;
2319
2320         /*
2321          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2322          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2323          * MEMDIE process.
2324          */
2325         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2326                      || fatal_signal_pending(current)))
2327                 goto bypass;
2328
2329         /*
2330          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2331          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2332          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2333          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2334          */
2335         if (!*ptr && !mm)
2336                 *ptr = root_mem_cgroup;
2337 again:
2338         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2339                 memcg = *ptr;
2340                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2341                         goto done;
2342                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2343                         goto done;
2344                 css_get(&memcg->css);
2345         } else {
2346                 struct task_struct *p;
2347
2348                 rcu_read_lock();
2349                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2350                 /*
2351                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2352                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2353                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2354                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2355                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2356                  * small race, here.
2357                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2358                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2359                  */
2360                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2361                 if (!memcg)
2362                         memcg = root_mem_cgroup;
2363                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2364                         rcu_read_unlock();
2365                         goto done;
2366                 }
2367                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2368                         /*
2369                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2370                          * But considering how consume_stok works, it's not
2371                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2372                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2373                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2374                          * calling consume_stock().
2375                          */
2376                         rcu_read_unlock();
2377                         goto done;
2378                 }
2379                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2380                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2381                         rcu_read_unlock();
2382                         goto again;
2383                 }
2384                 rcu_read_unlock();
2385         }
2386
2387         do {
2388                 bool oom_check;
2389
2390                 /* If killed, bypass charge */
2391                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2392                         css_put(&memcg->css);
2393                         goto bypass;
2394                 }
2395
2396                 oom_check = false;
2397                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2398                         oom_check = true;
2399                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2400                 }
2401
2402                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2403                 switch (ret) {
2404                 case CHARGE_OK:
2405                         break;
2406                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2407                         batch = nr_pages;
2408                         css_put(&memcg->css);
2409                         memcg = NULL;
2410                         goto again;
2411                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2412                         css_put(&memcg->css);
2413                         goto nomem;
2414                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2415                         if (!oom) {
2416                                 css_put(&memcg->css);
2417                                 goto nomem;
2418                         }
2419                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2420                         nr_oom_retries--;
2421                         break;
2422                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2423                         css_put(&memcg->css);
2424                         goto bypass;
2425                 }
2426         } while (ret != CHARGE_OK);
2427
2428         if (batch > nr_pages)
2429                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2430         css_put(&memcg->css);
2431 done:
2432         *ptr = memcg;
2433         return 0;
2434 nomem:
2435         *ptr = NULL;
2436         return -ENOMEM;
2437 bypass:
2438         *ptr = root_mem_cgroup;
2439         return -EINTR;
2440 }
2441
2442 /*
2443  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2444  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2445  * gotten by try_charge().
2446  */
2447 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2448                                        unsigned int nr_pages)
2449 {
2450         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2451                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2452
2453                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2454                 if (do_swap_account)
2455                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2456         }
2457 }
2458
2459 /*
2460  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2461  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2462  */
2463 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2464                                         unsigned int nr_pages)
2465 {
2466         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2467
2468         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2469                 return;
2470
2471         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2472         if (do_swap_account)
2473                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2474                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2475 }
2476
2477 /*
2478  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2479  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2480  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2481  * called against removed memcg.)
2482  */
2483 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2484 {
2485         struct cgroup_subsys_state *css;
2486
2487         /* ID 0 is unused ID */
2488         if (!id)
2489                 return NULL;
2490         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2491         if (!css)
2492                 return NULL;
2493         return mem_cgroup_from_css(css);
2494 }
2495
2496 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2497 {
2498         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2499         struct page_cgroup *pc;
2500         unsigned short id;
2501         swp_entry_t ent;
2502
2503         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2504
2505         pc = lookup_page_cgroup(page);
2506         lock_page_cgroup(pc);
2507         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2508                 memcg = pc->mem_cgroup;
2509                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2510                         memcg = NULL;
2511         } else if (PageSwapCache(page)) {
2512                 ent.val = page_private(page);
2513                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2514                 rcu_read_lock();
2515                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2516                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2517                         memcg = NULL;
2518                 rcu_read_unlock();
2519         }
2520         unlock_page_cgroup(pc);
2521         return memcg;
2522 }
2523
2524 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2525                                        struct page *page,
2526                                        unsigned int nr_pages,
2527                                        enum charge_type ctype,
2528                                        bool lrucare)
2529 {
2530         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2531         struct zone *uninitialized_var(zone);
2532         struct lruvec *lruvec;
2533         bool was_on_lru = false;
2534         bool anon;
2535
2536         lock_page_cgroup(pc);
2537         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2538         /*
2539          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2540          * accessed by any other context at this point.
2541          */
2542
2543         /*
2544          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2545          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2546          */
2547         if (lrucare) {
2548                 zone = page_zone(page);
2549                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2550                 if (PageLRU(page)) {
2551                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2552                         ClearPageLRU(page);
2553                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2554                         was_on_lru = true;
2555                 }
2556         }
2557
2558         pc->mem_cgroup = memcg;
2559         /*
2560          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2561          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2562          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2563          * before USED bit, we need memory barrier here.
2564          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2565          */
2566         smp_wmb();
2567         SetPageCgroupUsed(pc);
2568
2569         if (lrucare) {
2570                 if (was_on_lru) {
2571                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2572                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2573                         SetPageLRU(page);
2574                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2575                 }
2576                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2577         }
2578
2579         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2580                 anon = true;
2581         else
2582                 anon = false;
2583
2584         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2585         unlock_page_cgroup(pc);
2586
2587         /*
2588          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2589          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2590          * if they exceeds softlimit.
2591          */
2592         memcg_check_events(memcg, page);
2593 }
2594
2595 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2596
2597 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
2598 /*
2599  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2600  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2601  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2602  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2603  */
2604 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2605 {
2606         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2607         struct page_cgroup *pc;
2608         int i;
2609
2610         if (mem_cgroup_disabled())
2611                 return;
2612         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2613                 pc = head_pc + i;
2614                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2615                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2616                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2617         }
2618 }
2619 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2620
2621 /**
2622  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2623  * @page: the page
2624  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2625  * @pc: page_cgroup of the page.
2626  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2627  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2628  *
2629  * The caller must confirm following.
2630  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2631  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2632  *
2633  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
2634  * from old cgroup.
2635  */
2636 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2637                                    unsigned int nr_pages,
2638                                    struct page_cgroup *pc,
2639                                    struct mem_cgroup *from,
2640                                    struct mem_cgroup *to)
2641 {
2642         unsigned long flags;
2643         int ret;
2644         bool anon = PageAnon(page);
2645
2646         VM_BUG_ON(from == to);
2647         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2648         /*
2649          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2650          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2651          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2652          * hold it.
2653          */
2654         ret = -EBUSY;
2655         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2656                 goto out;
2657
2658         lock_page_cgroup(pc);
2659
2660         ret = -EINVAL;
2661         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2662                 goto unlock;
2663
2664         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2665
2666         if (!anon && page_mapped(page)) {
2667                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2668                 preempt_disable();
2669                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2670                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2671                 preempt_enable();
2672         }
2673         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2674
2675         /* caller should have done css_get */
2676         pc->mem_cgroup = to;
2677         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2678         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2679         ret = 0;
2680 unlock:
2681         unlock_page_cgroup(pc);
2682         /*
2683          * check events
2684          */
2685         memcg_check_events(to, page);
2686         memcg_check_events(from, page);
2687 out:
2688         return ret;
2689 }
2690
2691 /**
2692  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
2693  * @page: the page to move
2694  * @pc: page_cgroup of the page
2695  * @child: page's cgroup
2696  *
2697  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
2698  * parent (aka use_hierarchy==0).
2699  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
2700  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
2701  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
2702  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
2703  * on the next attempt and the call should be retried later.
2704  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
2705  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
2706  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
2707  * LRU or vanish.
2708  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
2709  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
2710  * disappear in the next attempt.
2711  */
2712 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2713                                   struct page_cgroup *pc,
2714                                   struct mem_cgroup *child)
2715 {
2716         struct mem_cgroup *parent;
2717         unsigned int nr_pages;
2718         unsigned long uninitialized_var(flags);
2719         int ret;
2720
2721         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
2722
2723         ret = -EBUSY;
2724         if (!get_page_unless_zero(page))
2725                 goto out;
2726         if (isolate_lru_page(page))
2727                 goto put;
2728
2729         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2730
2731         parent = parent_mem_cgroup(child);
2732         /*
2733          * If no parent, move charges to root cgroup.
2734          */
2735         if (!parent)
2736                 parent = root_mem_cgroup;
2737
2738         if (nr_pages > 1) {
2739                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2740                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2741         }
2742
2743         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
2744                                 pc, child, parent);
2745         if (!ret)
2746                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
2747
2748         if (nr_pages > 1)
2749                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2750         putback_lru_page(page);
2751 put:
2752         put_page(page);
2753 out:
2754         return ret;
2755 }
2756
2757 /*
2758  * Charge the memory controller for page usage.
2759  * Return
2760  * 0 if the charge was successful
2761  * < 0 if the cgroup is over its limit
2762  */
2763 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2764                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2765 {
2766         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2767         unsigned int nr_pages = 1;
2768         bool oom = true;
2769         int ret;
2770
2771         if (PageTransHuge(page)) {
2772                 nr_pages <<= compound_order(page);
2773                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2774                 /*
2775                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2776                  * fault handler will fall back to regular pages.
2777                  */
2778                 oom = false;
2779         }
2780
2781         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2782         if (ret == -ENOMEM)
2783                 return ret;
2784         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2785         return 0;
2786 }
2787
2788 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2789                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2790 {
2791         if (mem_cgroup_disabled())
2792                 return 0;
2793         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2794         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2795         VM_BUG_ON(!mm);
2796         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2797                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2798 }
2799
2800 /*
2801  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2802  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2803  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2804  * "commit()" or removed by "cancel()"
2805  */
2806 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2807                                           struct page *page,
2808                                           gfp_t mask,
2809                                           struct mem_cgroup **memcgp)
2810 {
2811         struct mem_cgroup *memcg;
2812         struct page_cgroup *pc;
2813         int ret;
2814
2815         pc = lookup_page_cgroup(page);
2816         /*
2817          * Every swap fault against a single page tries to charge the
2818          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
2819          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
2820          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
2821          * in turn serializes uncharging.
2822          */
2823         if (PageCgroupUsed(pc))
2824                 return 0;
2825         if (!do_swap_account)
2826                 goto charge_cur_mm;
2827         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2828         if (!memcg)
2829                 goto charge_cur_mm;
2830         *memcgp = memcg;
2831         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2832         css_put(&memcg->css);
2833         if (ret == -EINTR)
2834                 ret = 0;
2835         return ret;
2836 charge_cur_mm:
2837         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2838         if (ret == -EINTR)
2839                 ret = 0;
2840         return ret;
2841 }
2842
2843 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
2844                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2845 {
2846         *memcgp = NULL;
2847         if (mem_cgroup_disabled())
2848                 return 0;
2849         /*
2850          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
2851          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
2852          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
2853          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
2854          */
2855         if (!PageSwapCache(page)) {
2856                 int ret;
2857
2858                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
2859                 if (ret == -EINTR)
2860                         ret = 0;
2861                 return ret;
2862         }
2863         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
2864 }
2865
2866 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2867 {
2868         if (mem_cgroup_disabled())
2869                 return;
2870         if (!memcg)
2871                 return;
2872         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2873 }
2874
2875 static void
2876 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2877                                         enum charge_type ctype)
2878 {
2879         if (mem_cgroup_disabled())
2880                 return;
2881         if (!memcg)
2882                 return;
2883
2884         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2885         /*
2886          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2887          * counted both as mem and swap....double count.
2888          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2889          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2890          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2891          */
2892         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2893                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2894                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2895         }
2896 }
2897
2898 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2899                                      struct mem_cgroup *memcg)
2900 {
2901         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2902                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2903 }
2904
2905 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2906                                 gfp_t gfp_mask)
2907 {
2908         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2909         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2910         int ret;
2911
2912         if (mem_cgroup_disabled())
2913                 return 0;
2914         if (PageCompound(page))
2915                 return 0;
2916
2917         if (!PageSwapCache(page))
2918                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2919         else { /* page is swapcache/shmem */
2920                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
2921                                                      gfp_mask, &memcg);
2922                 if (!ret)
2923                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2924         }
2925         return ret;
2926 }
2927
2928 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2929                                    unsigned int nr_pages,
2930                                    const enum charge_type ctype)
2931 {
2932         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2933         bool uncharge_memsw = true;
2934
2935         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2936         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2937                 uncharge_memsw = false;
2938
2939         batch = &current->memcg_batch;
2940         /*
2941          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2942          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2943          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2944          */
2945         if (!batch->memcg)
2946                 batch->memcg = memcg;
2947         /*
2948          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2949          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2950          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2951          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2952          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2953          */
2954
2955         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2956                 goto direct_uncharge;
2957
2958         if (nr_pages > 1)
2959                 goto direct_uncharge;
2960
2961         /*
2962          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2963          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2964          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2965          */
2966         if (batch->memcg != memcg)
2967                 goto direct_uncharge;
2968         /* remember freed charge and uncharge it later */
2969         batch->nr_pages++;
2970         if (uncharge_memsw)
2971                 batch->memsw_nr_pages++;
2972         return;
2973 direct_uncharge:
2974         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2975         if (uncharge_memsw)
2976                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2977         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2978                 memcg_oom_recover(memcg);
2979 }
2980
2981 /*
2982  * uncharge if !page_mapped(page)
2983  */
2984 static struct mem_cgroup *
2985 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
2986                              bool end_migration)
2987 {
2988         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2989         unsigned int nr_pages = 1;
2990         struct page_cgroup *pc;
2991         bool anon;
2992
2993         if (mem_cgroup_disabled())
2994                 return NULL;
2995
2996         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
2997
2998         if (PageTransHuge(page)) {
2999                 nr_pages <<= compound_order(page);
3000                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3001         }
3002         /*
3003          * Check if our page_cgroup is valid
3004          */
3005         pc = lookup_page_cgroup(page);
3006         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3007                 return NULL;
3008
3009         lock_page_cgroup(pc);
3010
3011         memcg = pc->mem_cgroup;
3012
3013         if (!PageCgroupUsed(pc))
3014                 goto unlock_out;
3015
3016         anon = PageAnon(page);
3017
3018         switch (ctype) {
3019         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3020                 /*
3021                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3022                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3023                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3024                  */
3025                 anon = true;
3026                 /* fallthrough */
3027         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3028                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3029                 if (page_mapped(page))
3030                         goto unlock_out;
3031                 /*
3032                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3033                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3034                  * unused post-migration page and so it has to call
3035                  * here with the migration bit still set.  See the
3036                  * res_counter handling below.
3037                  */
3038                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3039                         goto unlock_out;
3040                 break;
3041         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3042                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3043                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3044                                 goto unlock_out;
3045                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3046                                 goto unlock_out;
3047                 break;
3048         default:
3049                 break;
3050         }
3051
3052         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3053
3054         ClearPageCgroupUsed(pc);
3055         /*
3056          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3057          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3058          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3059          * special functions.
3060          */
3061
3062         unlock_page_cgroup(pc);
3063         /*
3064          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3065          * will never be freed.
3066          */
3067         memcg_check_events(memcg, page);
3068         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3069                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3070                 mem_cgroup_get(memcg);
3071         }
3072         /*
3073          * Migration does not charge the res_counter for the
3074          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3075          * page that is unused after the migration.
3076          */
3077         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
3078                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3079
3080         return memcg;
3081
3082 unlock_out:
3083         unlock_page_cgroup(pc);
3084         return NULL;
3085 }
3086
3087 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3088 {
3089         /* early check. */
3090         if (page_mapped(page))
3091                 return;
3092         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3093         if (PageSwapCache(page))
3094                 return;
3095         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3096 }
3097
3098 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3099 {
3100         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3101         VM_BUG_ON(page->mapping);
3102         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
3103 }
3104
3105 /*
3106  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3107  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3108  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3109  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3110  * This may be called prural(2) times in a context,
3111  */
3112
3113 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3114 {
3115         current->memcg_batch.do_batch++;
3116         /* We can do nest. */
3117         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3118                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3119                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3120                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3121         }
3122 }
3123
3124 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3125 {
3126         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3127
3128         if (!batch->do_batch)
3129                 return;
3130
3131         batch->do_batch--;
3132         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3133                 return;
3134
3135         if (!batch->memcg)
3136                 return;
3137         /*
3138          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3139          * bacause we hide charges behind us.
3140          */
3141         if (batch->nr_pages)
3142                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3143                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3144         if (batch->memsw_nr_pages)
3145                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3146                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3147         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3148         /* forget this pointer (for sanity check) */
3149         batch->memcg = NULL;
3150 }
3151
3152 #ifdef CONFIG_SWAP
3153 /*
3154  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3155  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3156  */
3157 void
3158 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3159 {
3160         struct mem_cgroup *memcg;
3161         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3162
3163         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3164                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3165
3166         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
3167
3168         /*
3169          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3170          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3171          */
3172         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3173                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3174 }
3175 #endif
3176
3177 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3178 /*
3179  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3180  * uncharge "memsw" account.
3181  */
3182 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3183 {
3184         struct mem_cgroup *memcg;
3185         unsigned short id;
3186
3187         if (!do_swap_account)
3188                 return;
3189
3190         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3191         rcu_read_lock();
3192         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3193         if (memcg) {
3194                 /*
3195                  * We uncharge this because swap is freed.
3196                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3197                  */
3198                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3199                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3200                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3201                 mem_cgroup_put(memcg);
3202         }
3203         rcu_read_unlock();
3204 }
3205
3206 /**
3207  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3208  * @entry: swap entry to be moved
3209  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3210  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3211  *
3212  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3213  * as the mem_cgroup's id of @from.
3214  *
3215  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3216  *
3217  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3218  * both res and memsw, and called css_get().
3219  */
3220 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3221                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3222 {
3223         unsigned short old_id, new_id;
3224
3225         old_id = css_id(&from->css);
3226         new_id = css_id(&to->css);
3227
3228         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3229                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3230                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3231                 /*
3232                  * This function is only called from task migration context now.
3233                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3234                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3235                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3236                  * because if the process that has been moved to @to does
3237                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3238                  */
3239                 mem_cgroup_get(to);
3240                 return 0;
3241         }
3242         return -EINVAL;
3243 }
3244 #else
3245 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3246                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3247 {
3248         return -EINVAL;
3249 }
3250 #endif
3251
3252 /*
3253  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3254  * page belongs to.
3255  */
3256 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
3257                                   struct mem_cgroup **memcgp)
3258 {
3259         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3260         struct page_cgroup *pc;
3261         enum charge_type ctype;
3262
3263         *memcgp = NULL;
3264
3265         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3266         if (mem_cgroup_disabled())
3267                 return;
3268
3269         pc = lookup_page_cgroup(page);
3270         lock_page_cgroup(pc);
3271         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3272                 memcg = pc->mem_cgroup;
3273                 css_get(&memcg->css);
3274                 /*
3275                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3276                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3277                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3278                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3279                  * until end_migration() is called
3280                  *
3281                  * Corner Case Thinking
3282                  * A)
3283                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3284                  * while migration was ongoing.
3285                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3286                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3287                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3288                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3289                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3290                  *
3291                  * B)
3292                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3293                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3294                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3295                  * without charging it again.
3296                  *
3297                  * C)
3298                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3299                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3300                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3301                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3302                  */
3303                 if (PageAnon(page))
3304                         SetPageCgroupMigration(pc);
3305         }
3306         unlock_page_cgroup(pc);
3307         /*
3308          * If the page is not charged at this point,
3309          * we return here.
3310          */
3311         if (!memcg)
3312                 return;
3313
3314         *memcgp = memcg;
3315         /*
3316          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3317          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3318          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3319          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3320          */
3321         if (PageAnon(page))
3322                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
3323         else
3324                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3325         /*
3326          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
3327          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
3328          * old one and only one page is going to be left afterwards.
3329          */
3330         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, ctype, false);
3331 }
3332
3333 /* remove redundant charge if migration failed*/
3334 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3335         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3336 {
3337         struct page *used, *unused;
3338         struct page_cgroup *pc;
3339         bool anon;
3340
3341         if (!memcg)
3342                 return;
3343
3344         if (!migration_ok) {
3345                 used = oldpage;
3346                 unused = newpage;
3347         } else {
3348                 used = newpage;
3349                 unused = oldpage;
3350         }
3351         anon = PageAnon(used);
3352         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3353                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
3354                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
3355                                      true);
3356         css_put(&memcg->css);
3357         /*
3358          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3359          * of the page goes down to zero, temporarly.
3360          * Clear the flag and check the page should be charged.
3361          */
3362         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3363         lock_page_cgroup(pc);
3364         ClearPageCgroupMigration(pc);
3365         unlock_page_cgroup(pc);
3366
3367         /*
3368          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3369          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3370          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3371          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3372          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3373          * check. (see prepare_charge() also)
3374          */
3375         if (anon)
3376                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3377 }
3378
3379 /*
3380  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3381  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3382  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3383  */
3384 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3385                                   struct page *newpage)
3386 {
3387         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3388         struct page_cgroup *pc;
3389         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3390
3391         if (mem_cgroup_disabled())
3392                 return;
3393
3394         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3395         /* fix accounting on old pages */
3396         lock_page_cgroup(pc);
3397         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3398                 memcg = pc->mem_cgroup;
3399                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3400                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3401         }
3402         unlock_page_cgroup(pc);
3403
3404         /*
3405          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3406          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3407          */
3408         if (!memcg)
3409                 return;
3410         /*
3411          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3412          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3413          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3414          */
3415         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3416 }
3417
3418 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3419 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3420 {
3421         struct page_cgroup *pc;
3422
3423         pc = lookup_page_cgroup(page);
3424         /*
3425          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3426          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3427          * or when mem_cgroup_disabled().
3428          */
3429         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3430                 return pc;
3431         return NULL;
3432 }
3433
3434 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3435 {
3436         if (mem_cgroup_disabled())
3437                 return false;
3438
3439         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3440 }
3441
3442 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3443 {
3444         struct page_cgroup *pc;
3445
3446         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3447         if (pc) {
3448                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3449                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3450         }
3451 }
3452 #endif
3453
3454 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3455
3456 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3457                                 unsigned long long val)
3458 {
3459         int retry_count;
3460         u64 memswlimit, memlimit;
3461         int ret = 0;
3462         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3463         u64 curusage, oldusage;
3464         int enlarge;
3465
3466         /*
3467          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3468          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3469          * of # of children which we should visit in this loop.
3470          */
3471         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3472
3473         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3474
3475         enlarge = 0;
3476         while (retry_count) {
3477                 if (signal_pending(current)) {
3478                         ret = -EINTR;
3479                         break;
3480                 }
3481                 /*
3482                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3483                  * open coded manner. You see what this really does.
3484                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3485                  */
3486                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3487                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3488                 if (memswlimit < val) {
3489                         ret = -EINVAL;
3490                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3491                         break;
3492                 }
3493
3494                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3495                 if (memlimit < val)
3496                         enlarge = 1;
3497
3498                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3499                 if (!ret) {
3500                         if (memswlimit == val)
3501                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3502                         else
3503                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3504                 }
3505                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3506
3507                 if (!ret)
3508                         break;
3509
3510                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3511                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3512                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3513                 /* Usage is reduced ? */
3514                 if (curusage >= oldusage)
3515                         retry_count--;
3516                 else
3517                         oldusage = curusage;
3518         }
3519         if (!ret && enlarge)
3520                 memcg_oom_recover(memcg);
3521
3522         return ret;
3523 }
3524
3525 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3526                                         unsigned long long val)
3527 {
3528         int retry_count;
3529         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3530         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3531         int ret = -EBUSY;
3532         int enlarge = 0;
3533
3534         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3535         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3536         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3537         while (retry_count) {
3538                 if (signal_pending(current)) {
3539                         ret = -EINTR;
3540                         break;
3541                 }
3542                 /*
3543                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3544                  * open coded manner. You see what this really does.
3545                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3546                  */
3547                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3548                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3549                 if (memlimit > val) {
3550                         ret = -EINVAL;
3551                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3552                         break;
3553                 }
3554                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3555                 if (memswlimit < val)
3556                         enlarge = 1;
3557                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3558                 if (!ret) {
3559                         if (memlimit == val)
3560                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3561                         else
3562                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3563                 }
3564                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3565
3566                 if (!ret)
3567                         break;
3568
3569                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3570                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3571                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3572                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3573                 /* Usage is reduced ? */
3574                 if (curusage >= oldusage)
3575                         retry_count--;
3576                 else
3577                         oldusage = curusage;
3578         }
3579         if (!ret && enlarge)
3580                 memcg_oom_recover(memcg);
3581         return ret;
3582 }
3583
3584 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3585                                             gfp_t gfp_mask,
3586                                             unsigned long *total_scanned)
3587 {
3588         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3589         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3590         unsigned long reclaimed;
3591         int loop = 0;
3592         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3593         unsigned long long excess;
3594         unsigned long nr_scanned;
3595
3596         if (order > 0)
3597                 return 0;
3598
3599         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3600         /*
3601          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3602          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3603          * pressure
3604          */
3605         do {
3606                 if (next_mz)
3607                         mz = next_mz;
3608                 else
3609                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3610                 if (!mz)
3611                         break;
3612
3613                 nr_scanned = 0;
3614                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3615                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3616                 nr_reclaimed += reclaimed;
3617                 *total_scanned += nr_scanned;
3618                 spin_lock(&mctz->lock);
3619
3620                 /*
3621                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3622                  * it is time to move on to the next cgroup
3623                  */
3624                 next_mz = NULL;
3625                 if (!reclaimed) {
3626                         do {
3627                                 /*
3628                                  * Loop until we find yet another one.
3629                                  *
3630                                  * By the time we get the soft_limit lock
3631                                  * again, someone might have aded the
3632                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3633                                  * make sure we get a different mem.
3634                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3635                                  * NULL if no other cgroup is present on
3636                                  * the tree
3637                                  */
3638                                 next_mz =
3639                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3640                                 if (next_mz == mz)
3641                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3642                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3643                                         break;
3644                         } while (1);
3645                 }
3646                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3647                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3648                 /*
3649                  * One school of thought says that we should not add
3650                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3651                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3652                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3653                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3654                  * term TODO.
3655                  */
3656                 /* If excess == 0, no tree ops */
3657                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3658                 spin_unlock(&mctz->lock);
3659                 css_put(&mz->memcg->css);
3660                 loop++;
3661                 /*
3662                  * Could not reclaim anything and there are no more
3663                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3664                  * reclaiming anything.
3665                  */
3666                 if (!nr_reclaimed &&
3667                         (next_mz == NULL ||
3668                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3669                         break;
3670         } while (!nr_reclaimed);
3671         if (next_mz)
3672                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3673         return nr_reclaimed;
3674 }
3675
3676 /**
3677  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
3678  * @memcg: group to clear
3679  * @node: NUMA node
3680  * @zid: zone id
3681  * @lru: lru to to clear
3682  *
3683  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
3684  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
3685  * group.
3686  */
3687 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3688                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3689 {
3690         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3691         unsigned long flags;
3692         struct list_head *list;
3693         struct page *busy;
3694         struct zone *zone;
3695
3696         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3697         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3698         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3699
3700         busy = NULL;
3701         do {
3702                 struct page_cgroup *pc;
3703                 struct page *page;
3704
3705                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3706                 if (list_empty(list)) {
3707                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3708                         break;
3709                 }
3710                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3711                 if (busy == page) {
3712                         list_move(&page->lru, list);
3713                         busy = NULL;
3714                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3715                         continue;
3716                 }
3717                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3718
3719                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3720
3721                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
3722                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3723                         busy = page;
3724                         cond_resched();
3725                 } else
3726                         busy = NULL;
3727         } while (!list_empty(list));
3728 }
3729
3730 /*
3731  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
3732  * all the charges and pages to the parent.
3733  * This enables deleting this mem_cgroup.
3734  *
3735  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
3736  */
3737 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
3738 {
3739         int node, zid;
3740
3741         do {
3742                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3743                 lru_add_drain_all();
3744                 drain_all_stock_sync(memcg);
3745                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3746                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3747                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3748                                 enum lru_list lru;
3749                                 for_each_lru(lru) {
3750                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3751                                                         node, zid, lru);
3752                                 }
3753                         }
3754                 }
3755                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3756                 memcg_oom_recover(memcg);
3757                 cond_resched();
3758
3759                 /*
3760                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
3761                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
3762                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
3763                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
3764                  * charge before adding to the LRU.
3765                  */
3766         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0);
3767 }
3768
3769 /*
3770  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3771  * the rest to the parent.
3772  *
3773  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3774  */
3775 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3776 {
3777         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3778         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3779
3780         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3781         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3782                 return -EBUSY;
3783
3784         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3785         lru_add_drain_all();
3786         /* try to free all pages in this cgroup */
3787         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3788                 int progress;
3789
3790                 if (signal_pending(current))
3791                         return -EINTR;
3792
3793                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3794                                                 false);
3795                 if (!progress) {
3796                         nr_retries--;
3797                         /* maybe some writeback is necessary */
3798                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3799                 }
3800
3801         }
3802         lru_add_drain();
3803         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
3804
3805         return 0;
3806 }
3807
3808 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3809 {
3810         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3811         int ret;
3812
3813         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3814                 return -EINVAL;
3815         css_get(&memcg->css);
3816         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
3817         css_put(&memcg->css);
3818
3819         return ret;
3820 }
3821
3822
3823 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3824 {
3825         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3826 }
3827
3828 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3829                                         u64 val)
3830 {
3831         int retval = 0;
3832         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3833         struct cgroup *parent = cont->parent;
3834         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3835
3836         if (parent)
3837                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3838
3839         cgroup_lock();
3840
3841         if (memcg->use_hierarchy == val)
3842                 goto out;
3843
3844         /*
3845          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3846          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3847          * occur, provided the current cgroup has no children.
3848          *
3849          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3850          * set if there are no children.
3851          */
3852         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3853                                 (val == 1 || val == 0)) {
3854                 if (list_empty(&cont->children))
3855                         memcg->use_hierarchy = val;
3856                 else
3857                         retval = -EBUSY;
3858         } else
3859                 retval = -EINVAL;
3860
3861 out:
3862         cgroup_unlock();
3863
3864         return retval;
3865 }
3866
3867
3868 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3869                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3870 {
3871         struct mem_cgroup *iter;
3872         long val = 0;
3873
3874         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3875         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3876                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3877
3878         if (val < 0) /* race ? */
3879                 val = 0;
3880         return val;
3881 }
3882
3883 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3884 {
3885         u64 val;
3886
3887         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3888                 if (!swap)
3889                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3890                 else
3891                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3892         }
3893
3894         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3895         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3896
3897         if (swap)
3898                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3899
3900         return val << PAGE_SHIFT;
3901 }
3902
3903 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3904                                struct file *file, char __user *buf,
3905                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
3906 {
3907         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3908         char str[64];
3909         u64 val;
3910         int type, name, len;
3911
3912         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3913         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3914
3915         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3916                 return -EOPNOTSUPP;
3917
3918         switch (type) {
3919         case _MEM:
3920                 if (name == RES_USAGE)
3921                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3922                 else
3923                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3924                 break;
3925         case _MEMSWAP:
3926                 if (name == RES_USAGE)
3927                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3928                 else
3929                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3930                 break;
3931         default:
3932                 BUG();
3933         }
3934
3935         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
3936         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
3937 }
3938 /*
3939  * The user of this function is...
3940  * RES_LIMIT.
3941  */
3942 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3943                             const char *buffer)
3944 {
3945         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3946         int type, name;
3947         unsigned long long val;
3948         int ret;
3949
3950         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3951         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3952
3953         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3954                 return -EOPNOTSUPP;
3955
3956         switch (name) {
3957         case RES_LIMIT:
3958                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3959                         ret = -EINVAL;
3960                         break;
3961                 }
3962                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3963                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3964                 if (ret)
3965                         break;
3966                 if (type == _MEM)
3967                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3968                 else
3969                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3970                 break;
3971         case RES_SOFT_LIMIT:
3972                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3973                 if (ret)
3974                         break;
3975                 /*
3976                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3977                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3978                  * control without swap
3979                  */
3980                 if (type == _MEM)
3981                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3982                 else
3983                         ret = -EINVAL;
3984                 break;
3985         default:
3986                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3987                 break;
3988         }
3989         return ret;
3990 }
3991
3992 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3993                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3994 {
3995         struct cgroup *cgroup;
3996         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3997
3998         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3999         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4000         cgroup = memcg->css.cgroup;
4001         if (!memcg->use_hierarchy)
4002                 goto out;
4003
4004         while (cgroup->parent) {
4005                 cgroup = cgroup->parent;
4006                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
4007                 if (!memcg->use_hierarchy)
4008                         break;
4009                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4010                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4011                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4012                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4013         }
4014 out:
4015         *mem_limit = min_limit;
4016         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4017 }
4018
4019 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4020 {
4021         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4022         int type, name;
4023
4024         type = MEMFILE_TYPE(event);
4025         name = MEMFILE_ATTR(event);
4026
4027         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4028                 return -EOPNOTSUPP;
4029
4030         switch (name) {
4031         case RES_MAX_USAGE:
4032                 if (type == _MEM)
4033                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4034                 else
4035                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4036                 break;
4037         case RES_FAILCNT:
4038                 if (type == _MEM)
4039                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4040                 else
4041                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4042                 break;
4043         }
4044
4045         return 0;
4046 }
4047
4048 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4049                                         struct cftype *cft)
4050 {
4051         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4052 }
4053
4054 #ifdef CONFIG_MMU
4055 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4056                                         struct cftype *cft, u64 val)
4057 {
4058         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4059
4060         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4061                 return -EINVAL;
4062         /*
4063          * We check this value several times in both in can_attach() and
4064          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4065          * inconsistent.
4066          */
4067         cgroup_lock();
4068         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4069         cgroup_unlock();
4070
4071         return 0;
4072 }
4073 #else
4074 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4075                                         struct cftype *cft, u64 val)
4076 {
4077         return -ENOSYS;
4078 }
4079 #endif
4080
4081 #ifdef CONFIG_NUMA
4082 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4083                                       struct seq_file *m)
4084 {
4085         int nid;
4086         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4087         unsigned long node_nr;
4088         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4089
4090         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4091         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4092         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4093                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4094                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4095         }
4096         seq_putc(m, '\n');
4097
4098         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4099         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4100         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4101                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4102                                 LRU_ALL_FILE);
4103                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4104         }
4105         seq_putc(m, '\n');
4106
4107         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4108         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4109         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4110                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4111                                 LRU_ALL_ANON);
4112                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4113         }
4114         seq_putc(m, '\n');
4115
4116         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4117         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4118         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4119                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4120                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4121                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4122         }
4123         seq_putc(m, '\n');
4124         return 0;
4125 }
4126 #endif /* CONFIG_NUMA */
4127
4128 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
4129         "inactive_anon",
4130         "active_anon",
4131         "inactive_file",
4132         "active_file",
4133         "unevictable",
4134 };
4135
4136 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
4137 {
4138         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
4139 }
4140
4141 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4142                                  struct seq_file *m)
4143 {
4144         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4145         struct mem_cgroup *mi;
4146         unsigned int i;
4147
4148         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4149                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4150                         continue;
4151                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
4152                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
4153         }
4154
4155         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
4156                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
4157                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
4158
4159         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4160                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4161                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
4162
4163         /* Hierarchical information */
4164         {
4165                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4166                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4167                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
4168                 if (do_swap_account)
4169                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4170                                    memsw_limit);
4171         }
4172
4173         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4174                 long long val = 0;
4175
4176                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4177                         continue;
4178                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4179                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
4180                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
4181         }
4182
4183         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
4184                 unsigned long long val = 0;
4185
4186                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4187                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
4188                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4189                            mem_cgroup_events_names[i], val);
4190         }
4191
4192         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
4193                 unsigned long long val = 0;
4194
4195                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4196                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4197                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4198         }
4199
4200 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4201         {
4202                 int nid, zid;
4203                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4204                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4205                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4206                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4207
4208                 for_each_online_node(nid)
4209                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4210                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4211                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4212
4213                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4214                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4215                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4216                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4217                         }
4218                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4219                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4220                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4221                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4222         }
4223 #endif
4224
4225         return 0;
4226 }
4227
4228 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4229 {
4230         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4231
4232         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4233 }
4234
4235 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4236                                        u64 val)
4237 {
4238         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4239         struct mem_cgroup *parent;
4240
4241         if (val > 100)
4242                 return -EINVAL;
4243
4244         if (cgrp->parent == NULL)
4245                 return -EINVAL;
4246
4247         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4248
4249         cgroup_lock();
4250
4251         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4252         if ((parent->use_hierarchy) ||
4253             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4254                 cgroup_unlock();
4255                 return -EINVAL;
4256         }
4257
4258         memcg->swappiness = val;
4259
4260         cgroup_unlock();
4261
4262         return 0;
4263 }
4264
4265 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4266 {
4267         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4268         u64 usage;
4269         int i;
4270
4271         rcu_read_lock();
4272         if (!swap)
4273                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4274         else
4275                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4276
4277         if (!t)
4278                 goto unlock;
4279
4280         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4281
4282         /*
4283          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4284          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4285          * call of __mem_cgroup_threshold().
4286          */
4287         i = t->current_threshold;
4288
4289         /*
4290          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4291          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4292          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4293          * only one element of the array here.
4294          */
4295         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4296                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4297
4298         /* i = current_threshold + 1 */
4299         i++;
4300
4301         /*
4302          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4303          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4304          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4305          * only one element of the array here.
4306          */
4307         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4308                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4309
4310         /* Update current_threshold */
4311         t->current_threshold = i - 1;
4312 unlock:
4313         rcu_read_unlock();
4314 }
4315
4316 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4317 {
4318         while (memcg) {
4319                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4320                 if (do_swap_account)
4321                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4322
4323                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4324         }
4325 }
4326
4327 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4328 {
4329         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4330         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4331
4332         return _a->threshold - _b->threshold;
4333 }
4334
4335 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4336 {
4337         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4338
4339         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4340                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4341         return 0;
4342 }
4343
4344 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4345 {
4346         struct mem_cgroup *iter;
4347
4348         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4349                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4350 }
4351
4352 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4353         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4354 {
4355         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4356         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4357         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4358         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4359         u64 threshold, usage;
4360         int i, size, ret;
4361
4362         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4363         if (ret)
4364                 return ret;
4365
4366         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4367
4368         if (type == _MEM)
4369                 thresholds = &memcg->thresholds;
4370         else if (type == _MEMSWAP)
4371                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4372         else
4373                 BUG();
4374
4375         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4376
4377         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4378         if (thresholds->primary)
4379                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4380
4381         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4382
4383         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4384         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4385                         GFP_KERNEL);
4386         if (!new) {
4387                 ret = -ENOMEM;
4388                 goto unlock;
4389         }
4390         new->size = size;
4391
4392         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4393         if (thresholds->primary) {
4394                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4395                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4396         }
4397
4398         /* Add new threshold */
4399         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4400         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4401
4402         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4403         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4404                         compare_thresholds, NULL);
4405
4406         /* Find current threshold */
4407         new->current_threshold = -1;
4408         for (i = 0; i < size; i++) {
4409                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4410                         /*
4411                          * new->current_threshold will not be used until
4412                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4413                          * it here.
4414                          */
4415                         ++new->current_threshold;
4416                 } else
4417                         break;
4418         }
4419
4420         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4421         kfree(thresholds->spare);
4422         thresholds->spare = thresholds->primary;
4423
4424         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4425
4426         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4427         synchronize_rcu();
4428
4429 unlock:
4430         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4431
4432         return ret;
4433 }
4434
4435 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4436         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4437 {
4438         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4439         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4440         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4441         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4442         u64 usage;
4443         int i, j, size;
4444
4445         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4446         if (type == _MEM)
4447                 thresholds = &memcg->thresholds;
4448         else if (type == _MEMSWAP)
4449                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4450         else
4451                 BUG();
4452
4453         if (!thresholds->primary)
4454                 goto unlock;
4455
4456         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4457
4458         /* Check if a threshold crossed before removing */
4459         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4460
4461         /* Calculate new number of threshold */
4462         size = 0;
4463         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4464                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4465                         size++;
4466         }
4467
4468         new = thresholds->spare;
4469
4470         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4471         if (!size) {
4472                 kfree(new);
4473                 new = NULL;
4474                 goto swap_buffers;
4475         }
4476
4477         new->size = size;
4478
4479         /* Copy thresholds and find current threshold */
4480         new->current_threshold = -1;
4481         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4482                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4483                         continue;
4484
4485                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4486                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4487                         /*
4488                          * new->current_threshold will not be used
4489                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4490                          * it here.
4491                          */
4492                         ++new->current_threshold;
4493                 }
4494                 j++;
4495         }
4496
4497 swap_buffers:
4498         /* Swap primary and spare array */
4499         thresholds->spare = thresholds->primary;
4500         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4501         if (!new) {
4502                 kfree(thresholds->spare);
4503                 thresholds->spare = NULL;
4504         }
4505
4506         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4507
4508         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4509         synchronize_rcu();
4510 unlock:
4511         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4512 }
4513
4514 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4515         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4516 {
4517         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4518         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4519         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4520
4521         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4522         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4523         if (!event)
4524                 return -ENOMEM;
4525
4526         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4527
4528         event->eventfd = eventfd;
4529         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4530
4531         /* already in OOM ? */
4532         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4533                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4534         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4535
4536         return 0;
4537 }
4538
4539 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4540         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4541 {
4542         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4543         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4544         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4545
4546         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4547
4548         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4549
4550         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4551                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4552                         list_del(&ev->list);
4553                         kfree(ev);
4554                 }
4555         }
4556
4557         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4558 }
4559
4560 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4561         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4562 {
4563         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4564
4565         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4566
4567         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4568                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4569         else
4570                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4571         return 0;
4572 }
4573
4574 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4575         struct cftype *cft, u64 val)
4576 {
4577         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4578         struct mem_cgroup *parent;
4579
4580         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4581         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4582                 return -EINVAL;
4583
4584         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4585
4586         cgroup_lock();
4587         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4588         if ((parent->use_hierarchy) ||
4589             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4590                 cgroup_unlock();
4591                 return -EINVAL;
4592         }
4593         memcg->oom_kill_disable = val;
4594         if (!val)
4595                 memcg_oom_recover(memcg);
4596         cgroup_unlock();
4597         return 0;
4598 }
4599
4600 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4601 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4602 {
4603         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4604 };
4605
4606 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4607 {
4608         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4609 }
4610 #else
4611 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4612 {
4613         return 0;
4614 }
4615
4616 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4617 {
4618 }
4619 #endif
4620
4621 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4622         {
4623                 .name = "usage_in_bytes",
4624                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4625                 .read = mem_cgroup_read,
4626                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4627                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4628         },
4629         {
4630                 .name = "max_usage_in_bytes",
4631                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4632                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4633                 .read = mem_cgroup_read,
4634         },
4635         {
4636                 .name = "limit_in_bytes",
4637                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4638                 .write_string = mem_cgroup_write,
4639                 .read = mem_cgroup_read,
4640         },
4641         {
4642                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4643                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4644                 .write_string = mem_cgroup_write,
4645                 .read = mem_cgroup_read,
4646         },
4647         {
4648                 .name = "failcnt",
4649                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4650                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4651                 .read = mem_cgroup_read,
4652         },
4653         {
4654                 .name = "stat",
4655                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
4656         },
4657         {
4658                 .name = "force_empty",
4659                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4660         },
4661         {
4662                 .name = "use_hierarchy",
4663                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4664                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4665         },
4666         {
4667                 .name = "swappiness",
4668                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4669                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4670         },
4671         {
4672                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4673                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4674                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4675         },
4676         {
4677                 .name = "oom_control",
4678                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4679                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4680                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4681                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4682                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4683         },
4684 #ifdef CONFIG_NUMA
4685         {
4686                 .name = "numa_stat",
4687                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
4688         },
4689 #endif
4690 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4691         {
4692                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4693                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4694                 .read = mem_cgroup_read,
4695                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4696                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4697         },
4698         {
4699                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4700                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4701                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4702                 .read = mem_cgroup_read,
4703         },
4704         {
4705                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4706                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4707                 .write_string = mem_cgroup_write,
4708                 .read = mem_cgroup_read,
4709         },
4710         {
4711                 .name = "memsw.failcnt",
4712                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4713                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4714                 .read = mem_cgroup_read,
4715         },
4716 #endif
4717         { },    /* terminate */
4718 };
4719
4720 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4721 {
4722         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4723         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4724         int zone, tmp = node;
4725         /*
4726          * This routine is called against possible nodes.
4727          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4728          *
4729          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4730          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4731          *       function.
4732          */
4733         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4734                 tmp = -1;
4735         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4736         if (!pn)
4737                 return 1;
4738
4739         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4740                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4741                 lruvec_init(&mz->lruvec, &NODE_DATA(node)->node_zones[zone]);
4742                 mz->usage_in_excess = 0;
4743                 mz->on_tree = false;
4744                 mz->memcg = memcg;
4745         }
4746         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4747         return 0;
4748 }
4749
4750 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4751 {
4752         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4753 }
4754
4755 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4756 {
4757         struct mem_cgroup *memcg;
4758         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4759
4760         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4761         if (size < PAGE_SIZE)
4762                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4763         else
4764                 memcg = vzalloc(size);
4765
4766         if (!memcg)
4767                 return NULL;
4768
4769         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4770         if (!memcg->stat)
4771                 goto out_free;
4772         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4773         return memcg;
4774
4775 out_free:
4776         if (size < PAGE_SIZE)
4777                 kfree(memcg);
4778         else
4779                 vfree(memcg);
4780         return NULL;
4781 }
4782
4783 /*
4784  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4785  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4786  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4787  */
4788 static void free_work(struct work_struct *work)
4789 {
4790         struct mem_cgroup *memcg;
4791         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4792
4793         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4794         /*
4795          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
4796          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
4797          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
4798          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
4799          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
4800          *
4801          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
4802          * to move this code around, and make sure it is outside
4803          * the cgroup_lock.
4804          */
4805         disarm_sock_keys(memcg);
4806         if (size < PAGE_SIZE)
4807                 kfree(memcg);
4808         else
4809                 vfree(memcg);
4810 }
4811
4812 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4813 {
4814         struct mem_cgroup *memcg;
4815
4816         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4817         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
4818         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4819 }
4820
4821 /*
4822  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4823  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4824  *
4825  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4826  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4827  * it goes down to 0.
4828  *
4829  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4830  */
4831
4832 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4833 {
4834         int node;
4835
4836         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4837         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4838
4839         for_each_node(node)
4840                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4841
4842         free_percpu(memcg->stat);
4843         call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
4844 }
4845
4846 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4847 {
4848         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4849 }
4850
4851 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4852 {
4853         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4854                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4855                 __mem_cgroup_free(memcg);
4856                 if (parent)
4857                         mem_cgroup_put(parent);
4858         }
4859 }
4860
4861 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4862 {
4863         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4864 }
4865
4866 /*
4867  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4868  */
4869 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4870 {
4871         if (!memcg->res.parent)
4872                 return NULL;
4873         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4874 }
4875 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4876
4877 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4878 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4879 {
4880         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4881                 do_swap_account = 1;
4882 }
4883 #else
4884 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4885 {
4886 }
4887 #endif
4888
4889 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4890 {
4891         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4892         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4893         int tmp, node, zone;
4894
4895         for_each_node(node) {
4896                 tmp = node;
4897                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4898                         tmp = -1;
4899                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4900                 if (!rtpn)
4901                         goto err_cleanup;
4902
4903                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4904
4905                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4906                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4907                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4908                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4909                 }
4910         }
4911         return 0;
4912
4913 err_cleanup:
4914         for_each_node(node) {
4915                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4916                         break;
4917                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4918                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4919         }
4920         return 1;
4921
4922 }
4923
4924 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4925 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
4926 {
4927         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4928         long error = -ENOMEM;
4929         int node;
4930
4931         memcg = mem_cgroup_alloc();
4932         if (!memcg)
4933                 return ERR_PTR(error);
4934
4935         for_each_node(node)
4936                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4937                         goto free_out;
4938
4939         /* root ? */
4940         if (cont->parent == NULL) {
4941                 int cpu;
4942                 enable_swap_cgroup();
4943                 parent = NULL;
4944                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4945                         goto free_out;
4946                 root_mem_cgroup = memcg;
4947                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4948                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4949                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4950                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4951                 }
4952                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4953         } else {
4954                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4955                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4956                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4957         }
4958
4959         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4960                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4961                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4962                 /*
4963                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4964                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4965                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4966                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
4967                  */
4968                 mem_cgroup_get(parent);
4969         } else {
4970                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
4971                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4972                 /*
4973                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4974                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4975                  * unfortunate state in our controller.
4976                  */
4977                 if (parent && parent != root_mem_cgroup)
4978                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
4979         }
4980         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4981         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4982
4983         if (parent)
4984                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4985         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
4986         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4987         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4988         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4989
4990         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
4991         if (error) {
4992                 /*
4993                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
4994                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
4995                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
4996                  */
4997                 mem_cgroup_put(memcg);
4998                 return ERR_PTR(error);
4999         }
5000         return &memcg->css;
5001 free_out:
5002         __mem_cgroup_free(memcg);
5003         return ERR_PTR(error);
5004 }
5005
5006 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
5007 {
5008         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5009
5010         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5011 }
5012
5013 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
5014 {
5015         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5016
5017         kmem_cgroup_destroy(memcg);
5018
5019         mem_cgroup_put(memcg);
5020 }
5021
5022 #ifdef CONFIG_MMU
5023 /* Handlers for move charge at task migration. */
5024 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5025 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5026 {
5027         int ret = 0;
5028         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5029         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5030
5031         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5032                 mc.precharge += count;
5033                 /* we don't need css_get for root */
5034                 return ret;
5035         }
5036         /* try to charge at once */
5037         if (count > 1) {
5038                 struct res_counter *dummy;
5039                 /*
5040                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5041                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5042                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5043                  * css_get().
5044                  */
5045                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5046                         goto one_by_one;
5047                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5048                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5049                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5050                         goto one_by_one;
5051                 }
5052                 mc.precharge += count;
5053                 return ret;
5054         }
5055 one_by_one:
5056         /* fall back to one by one charge */
5057         while (count--) {
5058                 if (signal_pending(current)) {
5059                         ret = -EINTR;
5060                         break;
5061                 }
5062                 if (!batch_count--) {
5063                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5064                         cond_resched();
5065                 }
5066                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5067                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5068                 if (ret)
5069                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5070                         return ret;
5071                 mc.precharge++;
5072         }
5073         return ret;
5074 }
5075
5076 /**
5077  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5078  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5079  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5080  * @ptent: the pte to be checked
5081  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5082  *
5083  * Returns
5084  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5085  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5086  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5087  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5088  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5089  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5090  *     in target->ent.
5091  *
5092  * Called with pte lock held.
5093  */
5094 union mc_target {
5095         struct page     *page;
5096         swp_entry_t     ent;
5097 };
5098
5099 enum mc_target_type {
5100         MC_TARGET_NONE = 0,
5101         MC_TARGET_PAGE,
5102         MC_TARGET_SWAP,
5103 };
5104
5105 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5106                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5107 {
5108         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5109
5110         if (!page || !page_mapped(page))
5111                 return NULL;
5112         if (PageAnon(page)) {
5113                 /* we don't move shared anon */
5114                 if (!move_anon())
5115                         return NULL;
5116         } else if (!move_file())
5117                 /* we ignore mapcount for file pages */
5118                 return NULL;
5119         if (!get_page_unless_zero(page))
5120                 return NULL;
5121
5122         return page;
5123 }
5124
5125 #ifdef CONFIG_SWAP
5126 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5127                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5128 {
5129         struct page *page = NULL;
5130         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5131
5132         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5133                 return NULL;
5134         /*
5135          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5136          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5137          */
5138         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
5139         if (do_swap_account)
5140                 entry->val = ent.val;
5141
5142         return page;
5143 }
5144 #else
5145 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5146                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5147 {
5148         return NULL;
5149 }
5150 #endif
5151
5152 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5153                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5154 {
5155         struct page *page = NULL;
5156         struct address_space *mapping;
5157         pgoff_t pgoff;
5158
5159         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5160                 return NULL;
5161         if (!move_file())
5162                 return NULL;
5163
5164         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5165         if (pte_none(ptent))
5166                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5167         else /* pte_file(ptent) is true */
5168                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5169
5170         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5171         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5172
5173 #ifdef CONFIG_SWAP
5174         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5175         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5176                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5177                 if (do_swap_account)
5178                         *entry = swap;
5179                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5180         }
5181 #endif
5182         return page;
5183 }
5184
5185 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5186                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5187 {
5188         struct page *page = NULL;
5189         struct page_cgroup *pc;
5190         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5191         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5192
5193         if (pte_present(ptent))
5194                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5195         else if (is_swap_pte(ptent))
5196                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5197         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5198                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5199
5200         if (!page && !ent.val)
5201                 return ret;
5202         if (page) {
5203                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5204                 /*
5205                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5206                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5207                  * the lock.
5208                  */
5209                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5210                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5211                         if (target)
5212                                 target->page = page;
5213                 }
5214                 if (!ret || !target)
5215                         put_page(page);
5216         }
5217         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5218         if (ent.val && !ret &&
5219                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5220                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5221                 if (target)
5222                         target->ent = ent;
5223         }
5224         return ret;
5225 }
5226
5227 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5228 /*
5229  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5230  * support them for now.
5231  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5232  */
5233 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5234                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5235 {
5236         struct page *page = NULL;
5237         struct page_cgroup *pc;
5238         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5239
5240         page = pmd_page(pmd);
5241         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5242         if (!move_anon())
5243                 return ret;
5244         pc = lookup_page_cgroup(page);
5245         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5246                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5247                 if (target) {
5248                         get_page(page);
5249                         target->page = page;
5250                 }
5251         }
5252         return ret;
5253 }
5254 #else
5255 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5256                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5257 {
5258         return MC_TARGET_NONE;
5259 }
5260 #endif
5261
5262 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5263                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5264                                         struct mm_walk *walk)
5265 {
5266         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5267         pte_t *pte;
5268         spinlock_t *ptl;
5269
5270         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5271                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5272                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5273                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5274                 return 0;
5275         }
5276
5277         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5278                 return 0;
5279         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5280         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5281                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5282                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5283         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5284         cond_resched();
5285
5286         return 0;
5287 }
5288
5289 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5290 {
5291         unsigned long precharge;
5292         struct vm_area_struct *vma;
5293
5294         down_read(&mm->mmap_sem);
5295         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5296                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5297                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5298                         .mm = mm,
5299                         .private = vma,
5300                 };
5301                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5302                         continue;
5303                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5304                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5305         }
5306         up_read(&mm->mmap_sem);
5307
5308         precharge = mc.precharge;
5309         mc.precharge = 0;
5310
5311         return precharge;
5312 }
5313
5314 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5315 {
5316         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5317
5318         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5319         mc.moving_task = current;
5320         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5321 }
5322
5323 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5324 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5325 {
5326         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5327         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5328
5329         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5330         if (mc.precharge) {
5331                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5332                 mc.precharge = 0;
5333         }
5334         /*
5335          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5336          * we must uncharge here.
5337          */
5338         if (mc.moved_charge) {
5339                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5340                 mc.moved_charge = 0;
5341         }
5342         /* we must fixup refcnts and charges */
5343         if (mc.moved_swap) {
5344                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5345                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5346                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5347                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5348                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5349
5350                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5351                         /*
5352                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5353                          * uncharge to->res.
5354                          */
5355                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5356                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5357                 }
5358                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5359                 mc.moved_swap = 0;
5360         }
5361         memcg_oom_recover(from);
5362         memcg_oom_recover(to);
5363         wake_up_all(&mc.waitq);
5364 }
5365
5366 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5367 {
5368         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5369
5370         /*
5371          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5372          * task migration.
5373          */
5374         mc.moving_task = NULL;
5375         __mem_cgroup_clear_mc();
5376         spin_lock(&mc.lock);
5377         mc.from = NULL;
5378         mc.to = NULL;
5379         spin_unlock(&mc.lock);
5380         mem_cgroup_end_move(from);
5381 }
5382
5383 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5384                                  struct cgroup_taskset *tset)
5385 {
5386         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5387         int ret = 0;
5388         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5389
5390         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5391                 struct mm_struct *mm;
5392                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5393
5394                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5395
5396                 mm = get_task_mm(p);
5397                 if (!mm)
5398                         return 0;
5399                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5400                 if (mm->owner == p) {
5401                         VM_BUG_ON(mc.from);
5402                         VM_BUG_ON(mc.to);
5403                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5404                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5405                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5406                         mem_cgroup_start_move(from);
5407                         spin_lock(&mc.lock);
5408                         mc.from = from;
5409                         mc.to = memcg;
5410                         spin_unlock(&mc.lock);
5411                         /* We set mc.moving_task later */
5412
5413                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5414                         if (ret)
5415                                 mem_cgroup_clear_mc();
5416                 }
5417                 mmput(mm);
5418         }
5419         return ret;
5420 }
5421
5422 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5423                                      struct cgroup_taskset *tset)
5424 {
5425         mem_cgroup_clear_mc();
5426 }
5427
5428 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5429                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5430                                 struct mm_walk *walk)
5431 {
5432         int ret = 0;
5433         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5434         pte_t *pte;
5435         spinlock_t *ptl;
5436         enum mc_target_type target_type;
5437         union mc_target target;
5438         struct page *page;
5439         struct page_cgroup *pc;
5440
5441         /*
5442          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5443          * happens because:
5444          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5445          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5446          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5447          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5448          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5449          *    part of thp split is not executed yet.
5450          */
5451         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5452                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5453                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5454                         return 0;
5455                 }
5456                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5457                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5458                         page = target.page;
5459                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5460                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5461                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5462                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
5463                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5464                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5465                                 }
5466                                 putback_lru_page(page);
5467                         }
5468                         put_page(page);
5469                 }
5470                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5471                 return 0;
5472         }
5473
5474         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5475                 return 0;
5476 retry:
5477         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5478         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5479                 pte_t ptent = *(pte++);
5480                 swp_entry_t ent;
5481
5482                 if (!mc.precharge)
5483                         break;
5484
5485                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5486                 case MC_TARGET_PAGE:
5487                         page = target.page;
5488                         if (isolate_lru_page(page))
5489                                 goto put;
5490                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5491                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5492                                                      mc.from, mc.to)) {
5493                                 mc.precharge--;
5494                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5495                                 mc.moved_charge++;
5496                         }
5497                         putback_lru_page(page);
5498 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5499                         put_page(page);
5500                         break;
5501                 case MC_TARGET_SWAP:
5502                         ent = target.ent;
5503                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5504                                 mc.precharge--;
5505                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5506                                 mc.moved_swap++;
5507                         }
5508                         break;
5509                 default:
5510                         break;
5511                 }
5512         }
5513         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5514         cond_resched();
5515
5516         if (addr != end) {
5517                 /*
5518                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5519                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5520                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5521                  * phase.
5522                  */
5523                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5524                 if (!ret)
5525                         goto retry;
5526         }
5527
5528         return ret;
5529 }
5530
5531 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5532 {
5533         struct vm_area_struct *vma;
5534
5535         lru_add_drain_all();
5536 retry:
5537         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5538                 /*
5539                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5540                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5541                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5542                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5543                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5544                  */
5545                 __mem_cgroup_clear_mc();
5546                 cond_resched();
5547                 goto retry;
5548         }
5549         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5550                 int ret;
5551                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5552                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5553                         .mm = mm,
5554                         .private = vma,
5555                 };
5556                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5557                         continue;
5558                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5559                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5560                 if (ret)
5561                         /*
5562                          * means we have consumed all precharges and failed in
5563                          * doing additional charge. Just abandon here.
5564                          */
5565                         break;
5566         }
5567         up_read(&mm->mmap_sem);
5568 }
5569
5570 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5571                                  struct cgroup_taskset *tset)
5572 {
5573         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5574         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5575
5576         if (mm) {
5577                 if (mc.to)
5578                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5579                 mmput(mm);
5580         }
5581         if (mc.to)
5582                 mem_cgroup_clear_mc();
5583 }
5584 #else   /* !CONFIG_MMU */
5585 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5586                                  struct cgroup_taskset *tset)
5587 {
5588         return 0;
5589 }
5590 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5591                                      struct cgroup_taskset *tset)
5592 {
5593 }
5594 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5595                                  struct cgroup_taskset *tset)
5596 {
5597 }
5598 #endif
5599
5600 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5601         .name = "memory",
5602         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5603         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5604         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5605         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5606         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5607         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5608         .attach = mem_cgroup_move_task,
5609         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
5610         .early_init = 0,
5611         .use_id = 1,
5612 };
5613
5614 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5615 static int __init enable_swap_account(char *s)
5616 {
5617         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5618         if (!strcmp(s, "1"))
5619                 really_do_swap_account = 1;
5620         else if (!strcmp(s, "0"))
5621                 really_do_swap_account = 0;
5622         return 1;
5623 }
5624 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5625
5626 #endif