a8abf919c70aef438a285dc3a6b759f624450a84
[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/tcp_memcontrol.h>
55
56 #include <asm/uaccess.h>
57
58 #include <trace/events/vmscan.h>
59
60 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
61 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
62 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
63
64 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
65 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
66 int do_swap_account __read_mostly;
67
68 /* for remember boot option*/
69 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
70 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
71 #else
72 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
73 #endif
74
75 #else
76 #define do_swap_account         0
77 #endif
78
79
80 /*
81  * Statistics for memory cgroup.
82  */
83 enum mem_cgroup_stat_index {
84         /*
85          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
86          */
87         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
88         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
89         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
90         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
91         MEM_CGROUP_STAT_DATA, /* end of data requires synchronization */
92         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
93 };
94
95 enum mem_cgroup_events_index {
96         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
97         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
102 };
103 /*
104  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
105  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
106  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
107  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
108  */
109 enum mem_cgroup_events_target {
110         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
111         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
112         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
113         MEM_CGROUP_NTARGETS,
114 };
115 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
116 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
117 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
118
119 struct mem_cgroup_stat_cpu {
120         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
121         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
122         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
123 };
124
125 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
126         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
127         int position;
128         /* scan generation, increased every round-trip */
129         unsigned int generation;
130 };
131
132 /*
133  * per-zone information in memory controller.
134  */
135 struct mem_cgroup_per_zone {
136         struct lruvec           lruvec;
137         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
138
139         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
140
141         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
142         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
143                                                 /* the soft limit is exceeded*/
144         bool                    on_tree;
145         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
146                                                 /* use container_of        */
147 };
148
149 struct mem_cgroup_per_node {
150         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
151 };
152
153 struct mem_cgroup_lru_info {
154         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
155 };
156
157 /*
158  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
159  * their hierarchy representation
160  */
161
162 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
163         struct rb_root rb_root;
164         spinlock_t lock;
165 };
166
167 struct mem_cgroup_tree_per_node {
168         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
169 };
170
171 struct mem_cgroup_tree {
172         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
173 };
174
175 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
176
177 struct mem_cgroup_threshold {
178         struct eventfd_ctx *eventfd;
179         u64 threshold;
180 };
181
182 /* For threshold */
183 struct mem_cgroup_threshold_ary {
184         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
185         int current_threshold;
186         /* Size of entries[] */
187         unsigned int size;
188         /* Array of thresholds */
189         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
190 };
191
192 struct mem_cgroup_thresholds {
193         /* Primary thresholds array */
194         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
195         /*
196          * Spare threshold array.
197          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
198          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
199          */
200         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
201 };
202
203 /* for OOM */
204 struct mem_cgroup_eventfd_list {
205         struct list_head list;
206         struct eventfd_ctx *eventfd;
207 };
208
209 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
210 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
211
212 /*
213  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
214  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
215  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
216  * to help the administrator determine what knobs to tune.
217  *
218  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
219  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
220  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
221  * a feature that will be implemented much later in the future.
222  */
223 struct mem_cgroup {
224         struct cgroup_subsys_state css;
225         /*
226          * the counter to account for memory usage
227          */
228         struct res_counter res;
229
230         union {
231                 /*
232                  * the counter to account for mem+swap usage.
233                  */
234                 struct res_counter memsw;
235
236                 /*
237                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
238                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
239                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
240                  * in a union with the res field, but res plays a much
241                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
242                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
243                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
244                  */
245                 struct rcu_head rcu_freeing;
246                 /*
247                  * But when using vfree(), that cannot be done at
248                  * interrupt time, so we must then queue the work.
249                  */
250                 struct work_struct work_freeing;
251         };
252
253         /*
254          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
255          * per zone LRU lists.
256          */
257         struct mem_cgroup_lru_info info;
258         int last_scanned_node;
259 #if MAX_NUMNODES > 1
260         nodemask_t      scan_nodes;
261         atomic_t        numainfo_events;
262         atomic_t        numainfo_updating;
263 #endif
264         /*
265          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
266          */
267         bool use_hierarchy;
268
269         bool            oom_lock;
270         atomic_t        under_oom;
271
272         atomic_t        refcnt;
273
274         int     swappiness;
275         /* OOM-Killer disable */
276         int             oom_kill_disable;
277
278         /* set when res.limit == memsw.limit */
279         bool            memsw_is_minimum;
280
281         /* protect arrays of thresholds */
282         struct mutex thresholds_lock;
283
284         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
285         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
286
287         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
288         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
289
290         /* For oom notifier event fd */
291         struct list_head oom_notify;
292
293         /*
294          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
295          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
296          */
297         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
298         /*
299          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
300          */
301         atomic_t        moving_account;
302         /* taken only while moving_account > 0 */
303         spinlock_t      move_lock;
304         /*
305          * percpu counter.
306          */
307         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
308         /*
309          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
310          * See mem_cgroup_read_stat().
311          */
312         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
313         spinlock_t pcp_counter_lock;
314
315 #ifdef CONFIG_INET
316         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
317 #endif
318 };
319
320 /* Stuffs for move charges at task migration. */
321 /*
322  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
323  * left-shifted bitmap of these types.
324  */
325 enum move_type {
326         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
327         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
328         NR_MOVE_TYPE,
329 };
330
331 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
332 static struct move_charge_struct {
333         spinlock_t        lock; /* for from, to */
334         struct mem_cgroup *from;
335         struct mem_cgroup *to;
336         unsigned long precharge;
337         unsigned long moved_charge;
338         unsigned long moved_swap;
339         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
340         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
341 } mc = {
342         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
343         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
344 };
345
346 static bool move_anon(void)
347 {
348         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
349                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
350 }
351
352 static bool move_file(void)
353 {
354         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
355                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
356 }
357
358 /*
359  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
360  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
361  */
362 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
363 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
364
365 enum charge_type {
366         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
367         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
368         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
369         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
370         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
371         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
372         NR_CHARGE_TYPE,
373 };
374
375 /* for encoding cft->private value on file */
376 #define _MEM                    (0)
377 #define _MEMSWAP                (1)
378 #define _OOM_TYPE               (2)
379 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
380 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
381 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
382 /* Used for OOM nofiier */
383 #define OOM_CONTROL             (0)
384
385 /*
386  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
387  */
388 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
389 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
390 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
391 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
392
393 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
394 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
395
396 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
397 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
398 #include <net/sock.h>
399 #include <net/ip.h>
400
401 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
402 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
403 {
404         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
405                 struct mem_cgroup *memcg;
406
407                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
408
409                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
410                  * filled. It won't however, necessarily happen from
411                  * process context. So the test for root memcg given
412                  * the current task's memcg won't help us in this case.
413                  *
414                  * Respecting the original socket's memcg is a better
415                  * decision in this case.
416                  */
417                 if (sk->sk_cgrp) {
418                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
419                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
420                         return;
421                 }
422
423                 rcu_read_lock();
424                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
425                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
426                         mem_cgroup_get(memcg);
427                         sk->sk_cgrp = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
428                 }
429                 rcu_read_unlock();
430         }
431 }
432 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
433
434 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
435 {
436         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
437                 struct mem_cgroup *memcg;
438                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
439                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
440                 mem_cgroup_put(memcg);
441         }
442 }
443
444 #ifdef CONFIG_INET
445 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
446 {
447         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
448                 return NULL;
449
450         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
451 }
452 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
453 #endif /* CONFIG_INET */
454 #endif /* CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM */
455
456 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
457
458 static struct mem_cgroup_per_zone *
459 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
460 {
461         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
462 }
463
464 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
465 {
466         return &memcg->css;
467 }
468
469 static struct mem_cgroup_per_zone *
470 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
471 {
472         int nid = page_to_nid(page);
473         int zid = page_zonenum(page);
474
475         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
476 }
477
478 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
479 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
480 {
481         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
482 }
483
484 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
485 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
486 {
487         int nid = page_to_nid(page);
488         int zid = page_zonenum(page);
489
490         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
491 }
492
493 static void
494 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
495                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
496                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
497                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
498 {
499         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
500         struct rb_node *parent = NULL;
501         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
502
503         if (mz->on_tree)
504                 return;
505
506         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
507         if (!mz->usage_in_excess)
508                 return;
509         while (*p) {
510                 parent = *p;
511                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
512                                         tree_node);
513                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
514                         p = &(*p)->rb_left;
515                 /*
516                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
517                  * limit by the same amount
518                  */
519                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
520                         p = &(*p)->rb_right;
521         }
522         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
523         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
524         mz->on_tree = true;
525 }
526
527 static void
528 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
529                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
530                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
531 {
532         if (!mz->on_tree)
533                 return;
534         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
535         mz->on_tree = false;
536 }
537
538 static void
539 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
540                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
541                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
542 {
543         spin_lock(&mctz->lock);
544         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
545         spin_unlock(&mctz->lock);
546 }
547
548
549 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
550 {
551         unsigned long long excess;
552         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
553         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
554         int nid = page_to_nid(page);
555         int zid = page_zonenum(page);
556         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
557
558         /*
559          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
560          * because their event counter is not touched.
561          */
562         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
563                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
564                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
565                 /*
566                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
567                  * mem is over its softlimit.
568                  */
569                 if (excess || mz->on_tree) {
570                         spin_lock(&mctz->lock);
571                         /* if on-tree, remove it */
572                         if (mz->on_tree)
573                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
574                         /*
575                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
576                          * If excess is 0, no tree ops.
577                          */
578                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
579                         spin_unlock(&mctz->lock);
580                 }
581         }
582 }
583
584 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
585 {
586         int node, zone;
587         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
588         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
589
590         for_each_node(node) {
591                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
592                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
593                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
594                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
595                 }
596         }
597 }
598
599 static struct mem_cgroup_per_zone *
600 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
601 {
602         struct rb_node *rightmost = NULL;
603         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
604
605 retry:
606         mz = NULL;
607         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
608         if (!rightmost)
609                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
610
611         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
612         /*
613          * Remove the node now but someone else can add it back,
614          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
615          * position in the tree.
616          */
617         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
618         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
619                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
620                 goto retry;
621 done:
622         return mz;
623 }
624
625 static struct mem_cgroup_per_zone *
626 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
627 {
628         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
629
630         spin_lock(&mctz->lock);
631         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
632         spin_unlock(&mctz->lock);
633         return mz;
634 }
635
636 /*
637  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
638  *
639  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
640  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
641  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
642  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
643  *
644  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
645  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
646  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
647  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
648  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
649  *
650  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
651  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
652  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
653  * implemented.
654  */
655 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
656                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
657 {
658         long val = 0;
659         int cpu;
660
661         get_online_cpus();
662         for_each_online_cpu(cpu)
663                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
664 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
665         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
666         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
667         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
668 #endif
669         put_online_cpus();
670         return val;
671 }
672
673 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
674                                          bool charge)
675 {
676         int val = (charge) ? 1 : -1;
677         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
678 }
679
680 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
681                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
682 {
683         unsigned long val = 0;
684         int cpu;
685
686         for_each_online_cpu(cpu)
687                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
688 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
689         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
690         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
691         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
692 #endif
693         return val;
694 }
695
696 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
697                                          bool anon, int nr_pages)
698 {
699         preempt_disable();
700
701         /*
702          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
703          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
704          */
705         if (anon)
706                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
707                                 nr_pages);
708         else
709                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
710                                 nr_pages);
711
712         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
713         if (nr_pages > 0)
714                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
715         else {
716                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
717                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
718         }
719
720         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
721
722         preempt_enable();
723 }
724
725 unsigned long
726 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
727                         unsigned int lru_mask)
728 {
729         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
730         enum lru_list lru;
731         unsigned long ret = 0;
732
733         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
734
735         for_each_lru(lru) {
736                 if (BIT(lru) & lru_mask)
737                         ret += mz->lru_size[lru];
738         }
739         return ret;
740 }
741
742 static unsigned long
743 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
744                         int nid, unsigned int lru_mask)
745 {
746         u64 total = 0;
747         int zid;
748
749         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
750                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
751                                                 nid, zid, lru_mask);
752
753         return total;
754 }
755
756 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
757                         unsigned int lru_mask)
758 {
759         int nid;
760         u64 total = 0;
761
762         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
763                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
764         return total;
765 }
766
767 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
768                                        enum mem_cgroup_events_target target)
769 {
770         unsigned long val, next;
771
772         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
773         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
774         /* from time_after() in jiffies.h */
775         if ((long)next - (long)val < 0) {
776                 switch (target) {
777                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
778                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
779                         break;
780                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
781                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
782                         break;
783                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
784                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
785                         break;
786                 default:
787                         break;
788                 }
789                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
790                 return true;
791         }
792         return false;
793 }
794
795 /*
796  * Check events in order.
797  *
798  */
799 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
800 {
801         preempt_disable();
802         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
803         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
804                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
805                 bool do_softlimit;
806                 bool do_numainfo __maybe_unused;
807
808                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
809                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
810 #if MAX_NUMNODES > 1
811                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
812                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
813 #endif
814                 preempt_enable();
815
816                 mem_cgroup_threshold(memcg);
817                 if (unlikely(do_softlimit))
818                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
819 #if MAX_NUMNODES > 1
820                 if (unlikely(do_numainfo))
821                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
822 #endif
823         } else
824                 preempt_enable();
825 }
826
827 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
828 {
829         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
830                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
831                                 css);
832 }
833
834 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
835 {
836         /*
837          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
838          * if it races with swapoff, page migration, etc.
839          * So this can be called with p == NULL.
840          */
841         if (unlikely(!p))
842                 return NULL;
843
844         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
845                                 struct mem_cgroup, css);
846 }
847
848 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
849 {
850         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
851
852         if (!mm)
853                 return NULL;
854         /*
855          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
856          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
857          * pessimistic (rather than adding locks here).
858          */
859         rcu_read_lock();
860         do {
861                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
862                 if (unlikely(!memcg))
863                         break;
864         } while (!css_tryget(&memcg->css));
865         rcu_read_unlock();
866         return memcg;
867 }
868
869 /**
870  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
871  * @root: hierarchy root
872  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
873  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
874  *
875  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
876  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
877  *
878  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
879  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
880  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
881  *
882  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
883  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
884  * reclaimers operating on the same zone and priority.
885  */
886 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
887                                    struct mem_cgroup *prev,
888                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
889 {
890         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
891         int id = 0;
892
893         if (mem_cgroup_disabled())
894                 return NULL;
895
896         if (!root)
897                 root = root_mem_cgroup;
898
899         if (prev && !reclaim)
900                 id = css_id(&prev->css);
901
902         if (prev && prev != root)
903                 css_put(&prev->css);
904
905         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
906                 if (prev)
907                         return NULL;
908                 return root;
909         }
910
911         while (!memcg) {
912                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
913                 struct cgroup_subsys_state *css;
914
915                 if (reclaim) {
916                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
917                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
918                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
919
920                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
921                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
922                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
923                                 return NULL;
924                         id = iter->position;
925                 }
926
927                 rcu_read_lock();
928                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
929                 if (css) {
930                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
931                                 memcg = container_of(css,
932                                                      struct mem_cgroup, css);
933                 } else
934                         id = 0;
935                 rcu_read_unlock();
936
937                 if (reclaim) {
938                         iter->position = id;
939                         if (!css)
940                                 iter->generation++;
941                         else if (!prev && memcg)
942                                 reclaim->generation = iter->generation;
943                 }
944
945                 if (prev && !css)
946                         return NULL;
947         }
948         return memcg;
949 }
950
951 /**
952  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
953  * @root: hierarchy root
954  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
955  */
956 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
957                            struct mem_cgroup *prev)
958 {
959         if (!root)
960                 root = root_mem_cgroup;
961         if (prev && prev != root)
962                 css_put(&prev->css);
963 }
964
965 /*
966  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
967  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
968  * be used for reference counting.
969  */
970 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
971         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
972              iter != NULL;                              \
973              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
974
975 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
976         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
977              iter != NULL;                              \
978              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
979
980 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
981 {
982         return (memcg == root_mem_cgroup);
983 }
984
985 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
986 {
987         struct mem_cgroup *memcg;
988
989         if (!mm)
990                 return;
991
992         rcu_read_lock();
993         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
994         if (unlikely(!memcg))
995                 goto out;
996
997         switch (idx) {
998         case PGFAULT:
999                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1000                 break;
1001         case PGMAJFAULT:
1002                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1003                 break;
1004         default:
1005                 BUG();
1006         }
1007 out:
1008         rcu_read_unlock();
1009 }
1010 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1011
1012 /**
1013  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1014  * @zone: zone of the wanted lruvec
1015  * @mem: memcg of the wanted lruvec
1016  *
1017  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1018  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1019  * is disabled.
1020  */
1021 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1022                                       struct mem_cgroup *memcg)
1023 {
1024         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1025
1026         if (mem_cgroup_disabled())
1027                 return &zone->lruvec;
1028
1029         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1030         return &mz->lruvec;
1031 }
1032
1033 /*
1034  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1035  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1036  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1037  *
1038  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1039  * 1. charge
1040  * 2. moving account
1041  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1042  * It is added to LRU before charge.
1043  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1044  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1045  */
1046
1047 /**
1048  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1049  * @zone: zone of the page
1050  * @page: the page
1051  * @lru: current lru
1052  *
1053  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1054  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1055  *
1056  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1057  * the returned lruvec->lists[@lru].
1058  */
1059 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1060                                        enum lru_list lru)
1061 {
1062         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1063         struct mem_cgroup *memcg;
1064         struct page_cgroup *pc;
1065
1066         if (mem_cgroup_disabled())
1067                 return &zone->lruvec;
1068
1069         pc = lookup_page_cgroup(page);
1070         memcg = pc->mem_cgroup;
1071
1072         /*
1073          * Surreptitiously switch any uncharged page to root:
1074          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1075          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1076          *
1077          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1078          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1079          * of pc->mem_cgroup safe.
1080          */
1081         if (!PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1082                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1083
1084         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1085         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1086         mz->lru_size[lru] += 1 << compound_order(page);
1087         return &mz->lruvec;
1088 }
1089
1090 /**
1091  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1092  * @page: the page
1093  * @lru: target lru
1094  *
1095  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1096  *
1097  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1098  * @page->lru.
1099  */
1100 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1101 {
1102         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1103         struct mem_cgroup *memcg;
1104         struct page_cgroup *pc;
1105
1106         if (mem_cgroup_disabled())
1107                 return;
1108
1109         pc = lookup_page_cgroup(page);
1110         memcg = pc->mem_cgroup;
1111         VM_BUG_ON(!memcg);
1112         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1113         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1114         VM_BUG_ON(mz->lru_size[lru] < (1 << compound_order(page)));
1115         mz->lru_size[lru] -= 1 << compound_order(page);
1116 }
1117
1118 /**
1119  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1120  * @zone: zone of the page
1121  * @page: the page
1122  * @from: current lru
1123  * @to: target lru
1124  *
1125  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1126  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1127  * @page is charged to.
1128  *
1129  * The callsite is then responsible for physically relinking
1130  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1131  */
1132 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1133                                          struct page *page,
1134                                          enum lru_list from,
1135                                          enum lru_list to)
1136 {
1137         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1138         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1139         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1140 }
1141
1142 /*
1143  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1144  * hierarchy subtree
1145  */
1146 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1147                                   struct mem_cgroup *memcg)
1148 {
1149         if (root_memcg == memcg)
1150                 return true;
1151         if (!root_memcg->use_hierarchy)
1152                 return false;
1153         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1154 }
1155
1156 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1157                                        struct mem_cgroup *memcg)
1158 {
1159         bool ret;
1160
1161         rcu_read_lock();
1162         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1163         rcu_read_unlock();
1164         return ret;
1165 }
1166
1167 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1168 {
1169         int ret;
1170         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1171         struct task_struct *p;
1172
1173         p = find_lock_task_mm(task);
1174         if (p) {
1175                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1176                 task_unlock(p);
1177         } else {
1178                 /*
1179                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1180                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1181                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1182                  */
1183                 task_lock(task);
1184                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1185                 if (curr)
1186                         css_get(&curr->css);
1187                 task_unlock(task);
1188         }
1189         if (!curr)
1190                 return 0;
1191         /*
1192          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1193          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1194          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1195          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1196          */
1197         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1198         css_put(&curr->css);
1199         return ret;
1200 }
1201
1202 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1203 {
1204         unsigned long inactive_ratio;
1205         int nid = zone_to_nid(zone);
1206         int zid = zone_idx(zone);
1207         unsigned long inactive;
1208         unsigned long active;
1209         unsigned long gb;
1210
1211         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1212                                                 BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1213         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1214                                               BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1215
1216         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1217         if (gb)
1218                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1219         else
1220                 inactive_ratio = 1;
1221
1222         return inactive * inactive_ratio < active;
1223 }
1224
1225 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1226 {
1227         unsigned long active;
1228         unsigned long inactive;
1229         int zid = zone_idx(zone);
1230         int nid = zone_to_nid(zone);
1231
1232         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1233                                                 BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1234         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1235                                               BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1236
1237         return (active > inactive);
1238 }
1239
1240 struct zone_reclaim_stat *
1241 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1242 {
1243         struct page_cgroup *pc;
1244         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1245
1246         if (mem_cgroup_disabled())
1247                 return NULL;
1248
1249         pc = lookup_page_cgroup(page);
1250         if (!PageCgroupUsed(pc))
1251                 return NULL;
1252         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1253         smp_rmb();
1254         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1255         return &mz->lruvec.reclaim_stat;
1256 }
1257
1258 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1259         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1260
1261 /**
1262  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1263  * @mem: the memory cgroup
1264  *
1265  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1266  * pages.
1267  */
1268 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1269 {
1270         unsigned long long margin;
1271
1272         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1273         if (do_swap_account)
1274                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1275         return margin >> PAGE_SHIFT;
1276 }
1277
1278 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1279 {
1280         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1281
1282         /* root ? */
1283         if (cgrp->parent == NULL)
1284                 return vm_swappiness;
1285
1286         return memcg->swappiness;
1287 }
1288
1289 /*
1290  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1291  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1292  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1293  * rcu_read_lock(), like this:
1294  *
1295  *         CPU-A                                    CPU-B
1296  *                                              rcu_read_lock()
1297  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1298  *                                                   take heavy locks.
1299  *         synchronize_rcu()                    update something.
1300  *                                              rcu_read_unlock()
1301  *         start move here.
1302  */
1303
1304 /* for quick checking without looking up memcg */
1305 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1306
1307 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1308 {
1309         atomic_inc(&memcg_moving);
1310         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1311         synchronize_rcu();
1312 }
1313
1314 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1315 {
1316         /*
1317          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1318          * We check NULL in callee rather than caller.
1319          */
1320         if (memcg) {
1321                 atomic_dec(&memcg_moving);
1322                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1323         }
1324 }
1325
1326 /*
1327  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1328  *
1329  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1330  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1331  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1332  *
1333  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1334  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1335  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1336  */
1337
1338 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1339 {
1340         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1341         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1342 }
1343
1344 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1345 {
1346         struct mem_cgroup *from;
1347         struct mem_cgroup *to;
1348         bool ret = false;
1349         /*
1350          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1351          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1352          */
1353         spin_lock(&mc.lock);
1354         from = mc.from;
1355         to = mc.to;
1356         if (!from)
1357                 goto unlock;
1358
1359         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1360                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1361 unlock:
1362         spin_unlock(&mc.lock);
1363         return ret;
1364 }
1365
1366 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1367 {
1368         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1369                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1370                         DEFINE_WAIT(wait);
1371                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1372                         /* moving charge context might have finished. */
1373                         if (mc.moving_task)
1374                                 schedule();
1375                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1376                         return true;
1377                 }
1378         }
1379         return false;
1380 }
1381
1382 /*
1383  * Take this lock when
1384  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1385  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1386  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1387  */
1388 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1389                                   unsigned long *flags)
1390 {
1391         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1392 }
1393
1394 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1395                                 unsigned long *flags)
1396 {
1397         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1398 }
1399
1400 /**
1401  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1402  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1403  * @p: Task that is going to be killed
1404  *
1405  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1406  * enabled
1407  */
1408 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1409 {
1410         struct cgroup *task_cgrp;
1411         struct cgroup *mem_cgrp;
1412         /*
1413          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1414          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1415          * If this assumption is broken, revisit this code.
1416          */
1417         static char memcg_name[PATH_MAX];
1418         int ret;
1419
1420         if (!memcg || !p)
1421                 return;
1422
1423         rcu_read_lock();
1424
1425         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1426         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1427
1428         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1429         if (ret < 0) {
1430                 /*
1431                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1432                  * But we'll still print out the usage information
1433                  */
1434                 rcu_read_unlock();
1435                 goto done;
1436         }
1437         rcu_read_unlock();
1438
1439         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1440
1441         rcu_read_lock();
1442         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1443         if (ret < 0) {
1444                 rcu_read_unlock();
1445                 goto done;
1446         }
1447         rcu_read_unlock();
1448
1449         /*
1450          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1451          */
1452         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1453 done:
1454
1455         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1456                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1457                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1458                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1459         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1460                 "failcnt %llu\n",
1461                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1462                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1463                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1464 }
1465
1466 /*
1467  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1468  * 1(self count) if no children.
1469  */
1470 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1471 {
1472         int num = 0;
1473         struct mem_cgroup *iter;
1474
1475         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1476                 num++;
1477         return num;
1478 }
1479
1480 /*
1481  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1482  */
1483 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1484 {
1485         u64 limit;
1486         u64 memsw;
1487
1488         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1489         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1490
1491         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1492         /*
1493          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1494          * to this memcg, return that limit.
1495          */
1496         return min(limit, memsw);
1497 }
1498
1499 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1500                                         gfp_t gfp_mask,
1501                                         unsigned long flags)
1502 {
1503         unsigned long total = 0;
1504         bool noswap = false;
1505         int loop;
1506
1507         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1508                 noswap = true;
1509         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1510                 noswap = true;
1511
1512         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1513                 if (loop)
1514                         drain_all_stock_async(memcg);
1515                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1516                 /*
1517                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1518                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1519                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1520                  */
1521                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1522                         break;
1523                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1524                         break;
1525                 /*
1526                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1527                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1528                  */
1529                 if (loop && !total)
1530                         break;
1531         }
1532         return total;
1533 }
1534
1535 /**
1536  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1537  * @mem: the target memcg
1538  * @nid: the node ID to be checked.
1539  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1540  *
1541  * This function returns whether the specified memcg contains any
1542  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1543  * pages in the node.
1544  */
1545 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1546                 int nid, bool noswap)
1547 {
1548         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1549                 return true;
1550         if (noswap || !total_swap_pages)
1551                 return false;
1552         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1553                 return true;
1554         return false;
1555
1556 }
1557 #if MAX_NUMNODES > 1
1558
1559 /*
1560  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1561  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1562  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1563  *
1564  */
1565 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1566 {
1567         int nid;
1568         /*
1569          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1570          * pagein/pageout changes since the last update.
1571          */
1572         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1573                 return;
1574         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1575                 return;
1576
1577         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1578         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1579
1580         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1581
1582                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1583                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1584         }
1585
1586         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1587         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1588 }
1589
1590 /*
1591  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1592  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1593  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1594  *
1595  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1596  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1597  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1598  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1599  *
1600  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1601  */
1602 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1603 {
1604         int node;
1605
1606         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1607         node = memcg->last_scanned_node;
1608
1609         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1610         if (node == MAX_NUMNODES)
1611                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1612         /*
1613          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1614          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1615          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1616          * we use curret node.
1617          */
1618         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1619                 node = numa_node_id();
1620
1621         memcg->last_scanned_node = node;
1622         return node;
1623 }
1624
1625 /*
1626  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1627  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1628  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1629  * enough new information. We need to do double check.
1630  */
1631 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1632 {
1633         int nid;
1634
1635         /*
1636          * quick check...making use of scan_node.
1637          * We can skip unused nodes.
1638          */
1639         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1640                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1641                      nid < MAX_NUMNODES;
1642                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1643
1644                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1645                                 return true;
1646                 }
1647         }
1648         /*
1649          * Check rest of nodes.
1650          */
1651         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1652                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1653                         continue;
1654                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1655                         return true;
1656         }
1657         return false;
1658 }
1659
1660 #else
1661 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1662 {
1663         return 0;
1664 }
1665
1666 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1667 {
1668         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1669 }
1670 #endif
1671
1672 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1673                                    struct zone *zone,
1674                                    gfp_t gfp_mask,
1675                                    unsigned long *total_scanned)
1676 {
1677         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1678         int total = 0;
1679         int loop = 0;
1680         unsigned long excess;
1681         unsigned long nr_scanned;
1682         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1683                 .zone = zone,
1684                 .priority = 0,
1685         };
1686
1687         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1688
1689         while (1) {
1690                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1691                 if (!victim) {
1692                         loop++;
1693                         if (loop >= 2) {
1694                                 /*
1695                                  * If we have not been able to reclaim
1696                                  * anything, it might because there are
1697                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1698                                  */
1699                                 if (!total)
1700                                         break;
1701                                 /*
1702                                  * We want to do more targeted reclaim.
1703                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1704                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1705                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1706                                  */
1707                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1708                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1709                                         break;
1710                         }
1711                         continue;
1712                 }
1713                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1714                         continue;
1715                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1716                                                      zone, &nr_scanned);
1717                 *total_scanned += nr_scanned;
1718                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1719                         break;
1720         }
1721         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1722         return total;
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1727  * If someone is running, return false.
1728  * Has to be called with memcg_oom_lock
1729  */
1730 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1731 {
1732         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1733
1734         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1735                 if (iter->oom_lock) {
1736                         /*
1737                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1738                          * so we cannot give a lock.
1739                          */
1740                         failed = iter;
1741                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1742                         break;
1743                 } else
1744                         iter->oom_lock = true;
1745         }
1746
1747         if (!failed)
1748                 return true;
1749
1750         /*
1751          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1752          * what we set up to the failing subtree
1753          */
1754         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1755                 if (iter == failed) {
1756                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1757                         break;
1758                 }
1759                 iter->oom_lock = false;
1760         }
1761         return false;
1762 }
1763
1764 /*
1765  * Has to be called with memcg_oom_lock
1766  */
1767 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1768 {
1769         struct mem_cgroup *iter;
1770
1771         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1772                 iter->oom_lock = false;
1773         return 0;
1774 }
1775
1776 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1777 {
1778         struct mem_cgroup *iter;
1779
1780         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1781                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1782 }
1783
1784 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1785 {
1786         struct mem_cgroup *iter;
1787
1788         /*
1789          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1790          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1791          * atomic_add_unless() here.
1792          */
1793         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1794                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1795 }
1796
1797 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1798 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1799
1800 struct oom_wait_info {
1801         struct mem_cgroup *memcg;
1802         wait_queue_t    wait;
1803 };
1804
1805 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1806         unsigned mode, int sync, void *arg)
1807 {
1808         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1809         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1810         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1811
1812         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1813         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1814
1815         /*
1816          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1817          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1818          */
1819         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1820                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1821                 return 0;
1822         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1823 }
1824
1825 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1826 {
1827         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1828         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1829 }
1830
1831 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1832 {
1833         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1834                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1835 }
1836
1837 /*
1838  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1839  */
1840 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1841                                   int order)
1842 {
1843         struct oom_wait_info owait;
1844         bool locked, need_to_kill;
1845
1846         owait.memcg = memcg;
1847         owait.wait.flags = 0;
1848         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1849         owait.wait.private = current;
1850         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1851         need_to_kill = true;
1852         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1853
1854         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1855         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1856         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1857         /*
1858          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1859          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1860          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1861          */
1862         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1863         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1864                 need_to_kill = false;
1865         if (locked)
1866                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1867         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1868
1869         if (need_to_kill) {
1870                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1871                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1872         } else {
1873                 schedule();
1874                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1875         }
1876         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1877         if (locked)
1878                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1879         memcg_wakeup_oom(memcg);
1880         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1881
1882         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1883
1884         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1885                 return false;
1886         /* Give chance to dying process */
1887         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1888         return true;
1889 }
1890
1891 /*
1892  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1893  * generalized to update other statistics as well.
1894  *
1895  * Notes: Race condition
1896  *
1897  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1898  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1899  * to do so _always_.
1900  *
1901  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1902  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1903  * are no race with "charge".
1904  *
1905  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1906  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1907  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1908  * by flags.
1909  *
1910  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1911  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1912  * If there is, we take a lock.
1913  */
1914
1915 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1916                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1917 {
1918         struct mem_cgroup *memcg;
1919         struct page_cgroup *pc;
1920
1921         pc = lookup_page_cgroup(page);
1922 again:
1923         memcg = pc->mem_cgroup;
1924         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1925                 return;
1926         /*
1927          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1928          * need to take move_lock_page_cgroup(). Because we already hold
1929          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1930          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1931          */
1932         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
1933                 return;
1934
1935         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
1936         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
1937                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
1938                 goto again;
1939         }
1940         *locked = true;
1941 }
1942
1943 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
1944 {
1945         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1946
1947         /*
1948          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
1949          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
1950          * should take move_lock_page_cgroup().
1951          */
1952         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
1953 }
1954
1955 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1956                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1957 {
1958         struct mem_cgroup *memcg;
1959         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1960         unsigned long uninitialized_var(flags);
1961
1962         if (mem_cgroup_disabled())
1963                 return;
1964
1965         memcg = pc->mem_cgroup;
1966         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1967                 return;
1968
1969         switch (idx) {
1970         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1971                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1972                 break;
1973         default:
1974                 BUG();
1975         }
1976
1977         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
1978 }
1979
1980 /*
1981  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1982  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1983  */
1984 #define CHARGE_BATCH    32U
1985 struct memcg_stock_pcp {
1986         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1987         unsigned int nr_pages;
1988         struct work_struct work;
1989         unsigned long flags;
1990 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1991 };
1992 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1993 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1994
1995 /*
1996  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
1997  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
1998  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
1999  * refilled.
2000  */
2001 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2002 {
2003         struct memcg_stock_pcp *stock;
2004         bool ret = true;
2005
2006         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2007         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2008                 stock->nr_pages--;
2009         else /* need to call res_counter_charge */
2010                 ret = false;
2011         put_cpu_var(memcg_stock);
2012         return ret;
2013 }
2014
2015 /*
2016  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2017  */
2018 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2019 {
2020         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2021
2022         if (stock->nr_pages) {
2023                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2024
2025                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2026                 if (do_swap_account)
2027                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2028                 stock->nr_pages = 0;
2029         }
2030         stock->cached = NULL;
2031 }
2032
2033 /*
2034  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2035  * a thread which is pinned to local cpu.
2036  */
2037 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2038 {
2039         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2040         drain_stock(stock);
2041         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2042 }
2043
2044 /*
2045  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2046  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2047  */
2048 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2049 {
2050         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2051
2052         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2053                 drain_stock(stock);
2054                 stock->cached = memcg;
2055         }
2056         stock->nr_pages += nr_pages;
2057         put_cpu_var(memcg_stock);
2058 }
2059
2060 /*
2061  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2062  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2063  * until the work is done.
2064  */
2065 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2066 {
2067         int cpu, curcpu;
2068
2069         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2070         get_online_cpus();
2071         curcpu = get_cpu();
2072         for_each_online_cpu(cpu) {
2073                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2074                 struct mem_cgroup *memcg;
2075
2076                 memcg = stock->cached;
2077                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2078                         continue;
2079                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2080                         continue;
2081                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2082                         if (cpu == curcpu)
2083                                 drain_local_stock(&stock->work);
2084                         else
2085                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2086                 }
2087         }
2088         put_cpu();
2089
2090         if (!sync)
2091                 goto out;
2092
2093         for_each_online_cpu(cpu) {
2094                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2095                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2096                         flush_work(&stock->work);
2097         }
2098 out:
2099         put_online_cpus();
2100 }
2101
2102 /*
2103  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2104  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2105  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2106  * it.
2107  */
2108 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2109 {
2110         /*
2111          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2112          */
2113         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2114                 return;
2115         drain_all_stock(root_memcg, false);
2116         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2117 }
2118
2119 /* This is a synchronous drain interface. */
2120 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2121 {
2122         /* called when force_empty is called */
2123         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2124         drain_all_stock(root_memcg, true);
2125         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2126 }
2127
2128 /*
2129  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2130  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2131  */
2132 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2133 {
2134         int i;
2135
2136         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2137         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2138                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2139
2140                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2141                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2142         }
2143         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2144                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2145
2146                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2147                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2148         }
2149         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2150 }
2151
2152 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2153                                         unsigned long action,
2154                                         void *hcpu)
2155 {
2156         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2157         struct memcg_stock_pcp *stock;
2158         struct mem_cgroup *iter;
2159
2160         if (action == CPU_ONLINE)
2161                 return NOTIFY_OK;
2162
2163         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2164                 return NOTIFY_OK;
2165
2166         for_each_mem_cgroup(iter)
2167                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2168
2169         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2170         drain_stock(stock);
2171         return NOTIFY_OK;
2172 }
2173
2174
2175 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2176 enum {
2177         CHARGE_OK,              /* success */
2178         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2179         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2180         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2181         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2182 };
2183
2184 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2185                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2186 {
2187         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2188         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2189         struct res_counter *fail_res;
2190         unsigned long flags = 0;
2191         int ret;
2192
2193         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2194
2195         if (likely(!ret)) {
2196                 if (!do_swap_account)
2197                         return CHARGE_OK;
2198                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2199                 if (likely(!ret))
2200                         return CHARGE_OK;
2201
2202                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2203                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2204                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2205         } else
2206                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2207         /*
2208          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2209          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2210          *
2211          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2212          * single page instead.
2213          */
2214         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2215                 return CHARGE_RETRY;
2216
2217         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2218                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2219
2220         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2221         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2222                 return CHARGE_RETRY;
2223         /*
2224          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2225          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2226          * before killing the task.
2227          *
2228          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2229          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2230          * to regular pages anyway in case of failure.
2231          */
2232         if (nr_pages == 1 && ret)
2233                 return CHARGE_RETRY;
2234
2235         /*
2236          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2237          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2238          */
2239         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2240                 return CHARGE_RETRY;
2241
2242         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2243         if (!oom_check)
2244                 return CHARGE_NOMEM;
2245         /* check OOM */
2246         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2247                 return CHARGE_OOM_DIE;
2248
2249         return CHARGE_RETRY;
2250 }
2251
2252 /*
2253  * __mem_cgroup_try_charge() does
2254  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2255  * 2. update res_counter
2256  * 3. call memory reclaim if necessary.
2257  *
2258  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2259  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2260  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2261  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2262  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2263  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2264  *
2265  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2266  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2267  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2268  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2269  *
2270  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2271  * the oom-killer can be invoked.
2272  */
2273 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2274                                    gfp_t gfp_mask,
2275                                    unsigned int nr_pages,
2276                                    struct mem_cgroup **ptr,
2277                                    bool oom)
2278 {
2279         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2280         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2281         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2282         int ret;
2283
2284         /*
2285          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2286          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2287          * MEMDIE process.
2288          */
2289         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2290                      || fatal_signal_pending(current)))
2291                 goto bypass;
2292
2293         /*
2294          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2295          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2296          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2297          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2298          */
2299         if (!*ptr && !mm)
2300                 *ptr = root_mem_cgroup;
2301 again:
2302         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2303                 memcg = *ptr;
2304                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2305                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2306                         goto done;
2307                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2308                         goto done;
2309                 css_get(&memcg->css);
2310         } else {
2311                 struct task_struct *p;
2312
2313                 rcu_read_lock();
2314                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2315                 /*
2316                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2317                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2318                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2319                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2320                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2321                  * small race, here.
2322                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2323                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2324                  */
2325                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2326                 if (!memcg)
2327                         memcg = root_mem_cgroup;
2328                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2329                         rcu_read_unlock();
2330                         goto done;
2331                 }
2332                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2333                         /*
2334                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2335                          * But considering how consume_stok works, it's not
2336                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2337                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2338                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2339                          * calling consume_stock().
2340                          */
2341                         rcu_read_unlock();
2342                         goto done;
2343                 }
2344                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2345                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2346                         rcu_read_unlock();
2347                         goto again;
2348                 }
2349                 rcu_read_unlock();
2350         }
2351
2352         do {
2353                 bool oom_check;
2354
2355                 /* If killed, bypass charge */
2356                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2357                         css_put(&memcg->css);
2358                         goto bypass;
2359                 }
2360
2361                 oom_check = false;
2362                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2363                         oom_check = true;
2364                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2365                 }
2366
2367                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2368                 switch (ret) {
2369                 case CHARGE_OK:
2370                         break;
2371                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2372                         batch = nr_pages;
2373                         css_put(&memcg->css);
2374                         memcg = NULL;
2375                         goto again;
2376                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2377                         css_put(&memcg->css);
2378                         goto nomem;
2379                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2380                         if (!oom) {
2381                                 css_put(&memcg->css);
2382                                 goto nomem;
2383                         }
2384                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2385                         nr_oom_retries--;
2386                         break;
2387                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2388                         css_put(&memcg->css);
2389                         goto bypass;
2390                 }
2391         } while (ret != CHARGE_OK);
2392
2393         if (batch > nr_pages)
2394                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2395         css_put(&memcg->css);
2396 done:
2397         *ptr = memcg;
2398         return 0;
2399 nomem:
2400         *ptr = NULL;
2401         return -ENOMEM;
2402 bypass:
2403         *ptr = root_mem_cgroup;
2404         return -EINTR;
2405 }
2406
2407 /*
2408  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2409  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2410  * gotten by try_charge().
2411  */
2412 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2413                                        unsigned int nr_pages)
2414 {
2415         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2416                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2417
2418                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2419                 if (do_swap_account)
2420                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2421         }
2422 }
2423
2424 /*
2425  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2426  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2427  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2428  * memcg.)
2429  */
2430 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2431 {
2432         struct cgroup_subsys_state *css;
2433
2434         /* ID 0 is unused ID */
2435         if (!id)
2436                 return NULL;
2437         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2438         if (!css)
2439                 return NULL;
2440         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2441 }
2442
2443 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2444 {
2445         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2446         struct page_cgroup *pc;
2447         unsigned short id;
2448         swp_entry_t ent;
2449
2450         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2451
2452         pc = lookup_page_cgroup(page);
2453         lock_page_cgroup(pc);
2454         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2455                 memcg = pc->mem_cgroup;
2456                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2457                         memcg = NULL;
2458         } else if (PageSwapCache(page)) {
2459                 ent.val = page_private(page);
2460                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2461                 rcu_read_lock();
2462                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2463                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2464                         memcg = NULL;
2465                 rcu_read_unlock();
2466         }
2467         unlock_page_cgroup(pc);
2468         return memcg;
2469 }
2470
2471 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2472                                        struct page *page,
2473                                        unsigned int nr_pages,
2474                                        enum charge_type ctype,
2475                                        bool lrucare)
2476 {
2477         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2478         struct zone *uninitialized_var(zone);
2479         bool was_on_lru = false;
2480         bool anon;
2481
2482         lock_page_cgroup(pc);
2483         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2484                 unlock_page_cgroup(pc);
2485                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2486                 return;
2487         }
2488         /*
2489          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2490          * accessed by any other context at this point.
2491          */
2492
2493         /*
2494          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2495          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2496          */
2497         if (lrucare) {
2498                 zone = page_zone(page);
2499                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2500                 if (PageLRU(page)) {
2501                         ClearPageLRU(page);
2502                         del_page_from_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2503                         was_on_lru = true;
2504                 }
2505         }
2506
2507         pc->mem_cgroup = memcg;
2508         /*
2509          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2510          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2511          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2512          * before USED bit, we need memory barrier here.
2513          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2514          */
2515         smp_wmb();
2516         SetPageCgroupUsed(pc);
2517
2518         if (lrucare) {
2519                 if (was_on_lru) {
2520                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2521                         SetPageLRU(page);
2522                         add_page_to_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2523                 }
2524                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2525         }
2526
2527         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED)
2528                 anon = true;
2529         else
2530                 anon = false;
2531
2532         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2533         unlock_page_cgroup(pc);
2534
2535         /*
2536          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2537          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2538          * if they exceeds softlimit.
2539          */
2540         memcg_check_events(memcg, page);
2541 }
2542
2543 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2544
2545 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
2546 /*
2547  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2548  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2549  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2550  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2551  */
2552 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2553 {
2554         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2555         struct page_cgroup *pc;
2556         int i;
2557
2558         if (mem_cgroup_disabled())
2559                 return;
2560         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2561                 pc = head_pc + i;
2562                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2563                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2564                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2565         }
2566 }
2567 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2568
2569 /**
2570  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2571  * @page: the page
2572  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2573  * @pc: page_cgroup of the page.
2574  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2575  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2576  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2577  *
2578  * The caller must confirm following.
2579  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2580  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2581  *
2582  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2583  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2584  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2585  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2586  */
2587 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2588                                    unsigned int nr_pages,
2589                                    struct page_cgroup *pc,
2590                                    struct mem_cgroup *from,
2591                                    struct mem_cgroup *to,
2592                                    bool uncharge)
2593 {
2594         unsigned long flags;
2595         int ret;
2596         bool anon = PageAnon(page);
2597
2598         VM_BUG_ON(from == to);
2599         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2600         /*
2601          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2602          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2603          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2604          * hold it.
2605          */
2606         ret = -EBUSY;
2607         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2608                 goto out;
2609
2610         lock_page_cgroup(pc);
2611
2612         ret = -EINVAL;
2613         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2614                 goto unlock;
2615
2616         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2617
2618         if (!anon && page_mapped(page)) {
2619                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2620                 preempt_disable();
2621                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2622                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2623                 preempt_enable();
2624         }
2625         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2626         if (uncharge)
2627                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2628                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2629
2630         /* caller should have done css_get */
2631         pc->mem_cgroup = to;
2632         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2633         /*
2634          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2635          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2636          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2637          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2638          * status here.
2639          */
2640         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2641         ret = 0;
2642 unlock:
2643         unlock_page_cgroup(pc);
2644         /*
2645          * check events
2646          */
2647         memcg_check_events(to, page);
2648         memcg_check_events(from, page);
2649 out:
2650         return ret;
2651 }
2652
2653 /*
2654  * move charges to its parent.
2655  */
2656
2657 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2658                                   struct page_cgroup *pc,
2659                                   struct mem_cgroup *child,
2660                                   gfp_t gfp_mask)
2661 {
2662         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2663         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2664         struct mem_cgroup *parent;
2665         unsigned int nr_pages;
2666         unsigned long uninitialized_var(flags);
2667         int ret;
2668
2669         /* Is ROOT ? */
2670         if (!pcg)
2671                 return -EINVAL;
2672
2673         ret = -EBUSY;
2674         if (!get_page_unless_zero(page))
2675                 goto out;
2676         if (isolate_lru_page(page))
2677                 goto put;
2678
2679         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2680
2681         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2682         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2683         if (ret)
2684                 goto put_back;
2685
2686         if (nr_pages > 1)
2687                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2688
2689         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2690         if (ret)
2691                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2692
2693         if (nr_pages > 1)
2694                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2695 put_back:
2696         putback_lru_page(page);
2697 put:
2698         put_page(page);
2699 out:
2700         return ret;
2701 }
2702
2703 /*
2704  * Charge the memory controller for page usage.
2705  * Return
2706  * 0 if the charge was successful
2707  * < 0 if the cgroup is over its limit
2708  */
2709 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2710                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2711 {
2712         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2713         unsigned int nr_pages = 1;
2714         bool oom = true;
2715         int ret;
2716
2717         if (PageTransHuge(page)) {
2718                 nr_pages <<= compound_order(page);
2719                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2720                 /*
2721                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2722                  * fault handler will fall back to regular pages.
2723                  */
2724                 oom = false;
2725         }
2726
2727         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2728         if (ret == -ENOMEM)
2729                 return ret;
2730         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2731         return 0;
2732 }
2733
2734 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2735                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2736 {
2737         if (mem_cgroup_disabled())
2738                 return 0;
2739         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2740         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2741         VM_BUG_ON(!mm);
2742         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2743                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2744 }
2745
2746 static void
2747 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2748                                         enum charge_type ctype);
2749
2750 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2751                                 gfp_t gfp_mask)
2752 {
2753         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2754         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2755         int ret;
2756
2757         if (mem_cgroup_disabled())
2758                 return 0;
2759         if (PageCompound(page))
2760                 return 0;
2761
2762         if (unlikely(!mm))
2763                 mm = &init_mm;
2764         if (!page_is_file_cache(page))
2765                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2766
2767         if (!PageSwapCache(page))
2768                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2769         else { /* page is swapcache/shmem */
2770                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2771                 if (!ret)
2772                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2773         }
2774         return ret;
2775 }
2776
2777 /*
2778  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2779  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2780  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2781  * "commit()" or removed by "cancel()"
2782  */
2783 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2784                                  struct page *page,
2785                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2786 {
2787         struct mem_cgroup *memcg;
2788         int ret;
2789
2790         *memcgp = NULL;
2791
2792         if (mem_cgroup_disabled())
2793                 return 0;
2794
2795         if (!do_swap_account)
2796                 goto charge_cur_mm;
2797         /*
2798          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2799          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2800          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2801          * KSM case which does need to charge the page.
2802          */
2803         if (!PageSwapCache(page))
2804                 goto charge_cur_mm;
2805         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2806         if (!memcg)
2807                 goto charge_cur_mm;
2808         *memcgp = memcg;
2809         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2810         css_put(&memcg->css);
2811         if (ret == -EINTR)
2812                 ret = 0;
2813         return ret;
2814 charge_cur_mm:
2815         if (unlikely(!mm))
2816                 mm = &init_mm;
2817         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2818         if (ret == -EINTR)
2819                 ret = 0;
2820         return ret;
2821 }
2822
2823 static void
2824 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2825                                         enum charge_type ctype)
2826 {
2827         if (mem_cgroup_disabled())
2828                 return;
2829         if (!memcg)
2830                 return;
2831         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2832
2833         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2834         /*
2835          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2836          * counted both as mem and swap....double count.
2837          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2838          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2839          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2840          */
2841         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2842                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2843                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2844         }
2845         /*
2846          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2847          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2848          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2849          */
2850         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2851 }
2852
2853 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2854                                      struct mem_cgroup *memcg)
2855 {
2856         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2857                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2858 }
2859
2860 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2861 {
2862         if (mem_cgroup_disabled())
2863                 return;
2864         if (!memcg)
2865                 return;
2866         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2867 }
2868
2869 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2870                                    unsigned int nr_pages,
2871                                    const enum charge_type ctype)
2872 {
2873         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2874         bool uncharge_memsw = true;
2875
2876         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2877         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2878                 uncharge_memsw = false;
2879
2880         batch = &current->memcg_batch;
2881         /*
2882          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2883          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2884          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2885          */
2886         if (!batch->memcg)
2887                 batch->memcg = memcg;
2888         /*
2889          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2890          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2891          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2892          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2893          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2894          */
2895
2896         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2897                 goto direct_uncharge;
2898
2899         if (nr_pages > 1)
2900                 goto direct_uncharge;
2901
2902         /*
2903          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2904          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2905          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2906          */
2907         if (batch->memcg != memcg)
2908                 goto direct_uncharge;
2909         /* remember freed charge and uncharge it later */
2910         batch->nr_pages++;
2911         if (uncharge_memsw)
2912                 batch->memsw_nr_pages++;
2913         return;
2914 direct_uncharge:
2915         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2916         if (uncharge_memsw)
2917                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2918         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2919                 memcg_oom_recover(memcg);
2920 }
2921
2922 /*
2923  * uncharge if !page_mapped(page)
2924  */
2925 static struct mem_cgroup *
2926 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2927 {
2928         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2929         unsigned int nr_pages = 1;
2930         struct page_cgroup *pc;
2931         bool anon;
2932
2933         if (mem_cgroup_disabled())
2934                 return NULL;
2935
2936         if (PageSwapCache(page))
2937                 return NULL;
2938
2939         if (PageTransHuge(page)) {
2940                 nr_pages <<= compound_order(page);
2941                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2942         }
2943         /*
2944          * Check if our page_cgroup is valid
2945          */
2946         pc = lookup_page_cgroup(page);
2947         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2948                 return NULL;
2949
2950         lock_page_cgroup(pc);
2951
2952         memcg = pc->mem_cgroup;
2953
2954         if (!PageCgroupUsed(pc))
2955                 goto unlock_out;
2956
2957         anon = PageAnon(page);
2958
2959         switch (ctype) {
2960         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2961                 /*
2962                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
2963                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
2964                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
2965                  */
2966                 anon = true;
2967                 /* fallthrough */
2968         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
2969                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
2970                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
2971                         goto unlock_out;
2972                 break;
2973         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
2974                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
2975                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
2976                                 goto unlock_out;
2977                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
2978                                 goto unlock_out;
2979                 break;
2980         default:
2981                 break;
2982         }
2983
2984         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
2985
2986         ClearPageCgroupUsed(pc);
2987         /*
2988          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
2989          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
2990          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
2991          * special functions.
2992          */
2993
2994         unlock_page_cgroup(pc);
2995         /*
2996          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
2997          * will never be freed.
2998          */
2999         memcg_check_events(memcg, page);
3000         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3001                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3002                 mem_cgroup_get(memcg);
3003         }
3004         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3005                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3006
3007         return memcg;
3008
3009 unlock_out:
3010         unlock_page_cgroup(pc);
3011         return NULL;
3012 }
3013
3014 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3015 {
3016         /* early check. */
3017         if (page_mapped(page))
3018                 return;
3019         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3020         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3021 }
3022
3023 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3024 {
3025         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3026         VM_BUG_ON(page->mapping);
3027         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3028 }
3029
3030 /*
3031  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3032  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3033  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3034  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3035  * This may be called prural(2) times in a context,
3036  */
3037
3038 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3039 {
3040         current->memcg_batch.do_batch++;
3041         /* We can do nest. */
3042         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3043                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3044                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3045                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3046         }
3047 }
3048
3049 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3050 {
3051         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3052
3053         if (!batch->do_batch)
3054                 return;
3055
3056         batch->do_batch--;
3057         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3058                 return;
3059
3060         if (!batch->memcg)
3061                 return;
3062         /*
3063          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3064          * bacause we hide charges behind us.
3065          */
3066         if (batch->nr_pages)
3067                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3068                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3069         if (batch->memsw_nr_pages)
3070                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3071                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3072         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3073         /* forget this pointer (for sanity check) */
3074         batch->memcg = NULL;
3075 }
3076
3077 #ifdef CONFIG_SWAP
3078 /*
3079  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3080  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3081  */
3082 void
3083 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3084 {
3085         struct mem_cgroup *memcg;
3086         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3087
3088         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3089                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3090
3091         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3092
3093         /*
3094          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3095          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3096          */
3097         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3098                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3099 }
3100 #endif
3101
3102 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3103 /*
3104  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3105  * uncharge "memsw" account.
3106  */
3107 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3108 {
3109         struct mem_cgroup *memcg;
3110         unsigned short id;
3111
3112         if (!do_swap_account)
3113                 return;
3114
3115         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3116         rcu_read_lock();
3117         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3118         if (memcg) {
3119                 /*
3120                  * We uncharge this because swap is freed.
3121                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3122                  */
3123                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3124                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3125                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3126                 mem_cgroup_put(memcg);
3127         }
3128         rcu_read_unlock();
3129 }
3130
3131 /**
3132  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3133  * @entry: swap entry to be moved
3134  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3135  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3136  *
3137  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3138  * as the mem_cgroup's id of @from.
3139  *
3140  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3141  *
3142  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3143  * both res and memsw, and called css_get().
3144  */
3145 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3146                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3147 {
3148         unsigned short old_id, new_id;
3149
3150         old_id = css_id(&from->css);
3151         new_id = css_id(&to->css);
3152
3153         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3154                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3155                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3156                 /*
3157                  * This function is only called from task migration context now.
3158                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3159                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3160                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3161                  * because if the process that has been moved to @to does
3162                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3163                  */
3164                 mem_cgroup_get(to);
3165                 return 0;
3166         }
3167         return -EINVAL;
3168 }
3169 #else
3170 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3171                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3172 {
3173         return -EINVAL;
3174 }
3175 #endif
3176
3177 /*
3178  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3179  * page belongs to.
3180  */
3181 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3182         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3183 {
3184         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3185         struct page_cgroup *pc;
3186         enum charge_type ctype;
3187         int ret = 0;
3188
3189         *memcgp = NULL;
3190
3191         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3192         if (mem_cgroup_disabled())
3193                 return 0;
3194
3195         pc = lookup_page_cgroup(page);
3196         lock_page_cgroup(pc);
3197         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3198                 memcg = pc->mem_cgroup;
3199                 css_get(&memcg->css);
3200                 /*
3201                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3202                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3203                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3204                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3205                  * until end_migration() is called
3206                  *
3207                  * Corner Case Thinking
3208                  * A)
3209                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3210                  * while migration was ongoing.
3211                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3212                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3213                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3214                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3215                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3216                  *
3217                  * B)
3218                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3219                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3220                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3221                  * without charging it again.
3222                  *
3223                  * C)
3224                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3225                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3226                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3227                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3228                  */
3229                 if (PageAnon(page))
3230                         SetPageCgroupMigration(pc);
3231         }
3232         unlock_page_cgroup(pc);
3233         /*
3234          * If the page is not charged at this point,
3235          * we return here.
3236          */
3237         if (!memcg)
3238                 return 0;
3239
3240         *memcgp = memcg;
3241         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3242         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3243         if (ret) {
3244                 if (PageAnon(page)) {
3245                         lock_page_cgroup(pc);
3246                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3247                         unlock_page_cgroup(pc);
3248                         /*
3249                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3250                          */
3251                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3252                 }
3253                 /* we'll need to revisit this error code (we have -EINTR) */
3254                 return -ENOMEM;
3255         }
3256         /*
3257          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3258          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3259          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3260          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3261          */
3262         if (PageAnon(page))
3263                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3264         else if (page_is_file_cache(page))
3265                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3266         else
3267                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3268         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, ctype, false);
3269         return ret;
3270 }
3271
3272 /* remove redundant charge if migration failed*/
3273 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3274         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3275 {
3276         struct page *used, *unused;
3277         struct page_cgroup *pc;
3278         bool anon;
3279
3280         if (!memcg)
3281                 return;
3282         /* blocks rmdir() */
3283         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3284         if (!migration_ok) {
3285                 used = oldpage;
3286                 unused = newpage;
3287         } else {
3288                 used = newpage;
3289                 unused = oldpage;
3290         }
3291         /*
3292          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3293          * of the page goes down to zero, temporarly.
3294          * Clear the flag and check the page should be charged.
3295          */
3296         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3297         lock_page_cgroup(pc);
3298         ClearPageCgroupMigration(pc);
3299         unlock_page_cgroup(pc);
3300         anon = PageAnon(used);
3301         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3302                 anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED
3303                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3304
3305         /*
3306          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3307          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3308          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3309          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3310          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3311          * check. (see prepare_charge() also)
3312          */
3313         if (anon)
3314                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3315         /*
3316          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3317          * tasks.
3318          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3319          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3320          */
3321         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3322 }
3323
3324 /*
3325  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3326  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3327  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3328  */
3329 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3330                                   struct page *newpage)
3331 {
3332         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3333         struct page_cgroup *pc;
3334         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3335
3336         if (mem_cgroup_disabled())
3337                 return;
3338
3339         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3340         /* fix accounting on old pages */
3341         lock_page_cgroup(pc);
3342         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3343                 memcg = pc->mem_cgroup;
3344                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3345                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3346         }
3347         unlock_page_cgroup(pc);
3348
3349         /*
3350          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3351          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3352          */
3353         if (!memcg)
3354                 return;
3355
3356         if (PageSwapBacked(oldpage))
3357                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3358
3359         /*
3360          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3361          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3362          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3363          */
3364         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3365 }
3366
3367 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3368 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3369 {
3370         struct page_cgroup *pc;
3371
3372         pc = lookup_page_cgroup(page);
3373         /*
3374          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3375          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3376          * or when mem_cgroup_disabled().
3377          */
3378         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3379                 return pc;
3380         return NULL;
3381 }
3382
3383 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3384 {
3385         if (mem_cgroup_disabled())
3386                 return false;
3387
3388         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3389 }
3390
3391 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3392 {
3393         struct page_cgroup *pc;
3394
3395         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3396         if (pc) {
3397                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3398                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3399         }
3400 }
3401 #endif
3402
3403 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3404
3405 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3406                                 unsigned long long val)
3407 {
3408         int retry_count;
3409         u64 memswlimit, memlimit;
3410         int ret = 0;
3411         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3412         u64 curusage, oldusage;
3413         int enlarge;
3414
3415         /*
3416          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3417          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3418          * of # of children which we should visit in this loop.
3419          */
3420         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3421
3422         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3423
3424         enlarge = 0;
3425         while (retry_count) {
3426                 if (signal_pending(current)) {
3427                         ret = -EINTR;
3428                         break;
3429                 }
3430                 /*
3431                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3432                  * open coded manner. You see what this really does.
3433                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3434                  */
3435                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3436                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3437                 if (memswlimit < val) {
3438                         ret = -EINVAL;
3439                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3440                         break;
3441                 }
3442
3443                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3444                 if (memlimit < val)
3445                         enlarge = 1;
3446
3447                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3448                 if (!ret) {
3449                         if (memswlimit == val)
3450                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3451                         else
3452                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3453                 }
3454                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3455
3456                 if (!ret)
3457                         break;
3458
3459                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3460                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3461                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3462                 /* Usage is reduced ? */
3463                 if (curusage >= oldusage)
3464                         retry_count--;
3465                 else
3466                         oldusage = curusage;
3467         }
3468         if (!ret && enlarge)
3469                 memcg_oom_recover(memcg);
3470
3471         return ret;
3472 }
3473
3474 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3475                                         unsigned long long val)
3476 {
3477         int retry_count;
3478         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3479         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3480         int ret = -EBUSY;
3481         int enlarge = 0;
3482
3483         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3484         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3485         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3486         while (retry_count) {
3487                 if (signal_pending(current)) {
3488                         ret = -EINTR;
3489                         break;
3490                 }
3491                 /*
3492                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3493                  * open coded manner. You see what this really does.
3494                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3495                  */
3496                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3497                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3498                 if (memlimit > val) {
3499                         ret = -EINVAL;
3500                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3501                         break;
3502                 }
3503                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3504                 if (memswlimit < val)
3505                         enlarge = 1;
3506                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3507                 if (!ret) {
3508                         if (memlimit == val)
3509                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3510                         else
3511                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3512                 }
3513                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3514
3515                 if (!ret)
3516                         break;
3517
3518                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3519                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3520                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3521                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3522                 /* Usage is reduced ? */
3523                 if (curusage >= oldusage)
3524                         retry_count--;
3525                 else
3526                         oldusage = curusage;
3527         }
3528         if (!ret && enlarge)
3529                 memcg_oom_recover(memcg);
3530         return ret;
3531 }
3532
3533 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3534                                             gfp_t gfp_mask,
3535                                             unsigned long *total_scanned)
3536 {
3537         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3538         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3539         unsigned long reclaimed;
3540         int loop = 0;
3541         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3542         unsigned long long excess;
3543         unsigned long nr_scanned;
3544
3545         if (order > 0)
3546                 return 0;
3547
3548         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3549         /*
3550          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3551          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3552          * pressure
3553          */
3554         do {
3555                 if (next_mz)
3556                         mz = next_mz;
3557                 else
3558                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3559                 if (!mz)
3560                         break;
3561
3562                 nr_scanned = 0;
3563                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3564                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3565                 nr_reclaimed += reclaimed;
3566                 *total_scanned += nr_scanned;
3567                 spin_lock(&mctz->lock);
3568
3569                 /*
3570                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3571                  * it is time to move on to the next cgroup
3572                  */
3573                 next_mz = NULL;
3574                 if (!reclaimed) {
3575                         do {
3576                                 /*
3577                                  * Loop until we find yet another one.
3578                                  *
3579                                  * By the time we get the soft_limit lock
3580                                  * again, someone might have aded the
3581                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3582                                  * make sure we get a different mem.
3583                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3584                                  * NULL if no other cgroup is present on
3585                                  * the tree
3586                                  */
3587                                 next_mz =
3588                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3589                                 if (next_mz == mz)
3590                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3591                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3592                                         break;
3593                         } while (1);
3594                 }
3595                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3596                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3597                 /*
3598                  * One school of thought says that we should not add
3599                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3600                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3601                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3602                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3603                  * term TODO.
3604                  */
3605                 /* If excess == 0, no tree ops */
3606                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3607                 spin_unlock(&mctz->lock);
3608                 css_put(&mz->memcg->css);
3609                 loop++;
3610                 /*
3611                  * Could not reclaim anything and there are no more
3612                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3613                  * reclaiming anything.
3614                  */
3615                 if (!nr_reclaimed &&
3616                         (next_mz == NULL ||
3617                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3618                         break;
3619         } while (!nr_reclaimed);
3620         if (next_mz)
3621                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3622         return nr_reclaimed;
3623 }
3624
3625 /*
3626  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3627  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3628  */
3629 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3630                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3631 {
3632         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3633         unsigned long flags, loop;
3634         struct list_head *list;
3635         struct page *busy;
3636         struct zone *zone;
3637         int ret = 0;
3638
3639         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3640         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3641         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3642
3643         loop = mz->lru_size[lru];
3644         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3645         loop += 256;
3646         busy = NULL;
3647         while (loop--) {
3648                 struct page_cgroup *pc;
3649                 struct page *page;
3650
3651                 ret = 0;
3652                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3653                 if (list_empty(list)) {
3654                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3655                         break;
3656                 }
3657                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3658                 if (busy == page) {
3659                         list_move(&page->lru, list);
3660                         busy = NULL;
3661                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3662                         continue;
3663                 }
3664                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3665
3666                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3667
3668                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3669                 if (ret == -ENOMEM || ret == -EINTR)
3670                         break;
3671
3672                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3673                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3674                         busy = page;
3675                         cond_resched();
3676                 } else
3677                         busy = NULL;
3678         }
3679
3680         if (!ret && !list_empty(list))
3681                 return -EBUSY;
3682         return ret;
3683 }
3684
3685 /*
3686  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3687  * This enables deleting this mem_cgroup.
3688  */
3689 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3690 {
3691         int ret;
3692         int node, zid, shrink;
3693         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3694         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3695
3696         css_get(&memcg->css);
3697
3698         shrink = 0;
3699         /* should free all ? */
3700         if (free_all)
3701                 goto try_to_free;
3702 move_account:
3703         do {
3704                 ret = -EBUSY;
3705                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3706                         goto out;
3707                 ret = -EINTR;
3708                 if (signal_pending(current))
3709                         goto out;
3710                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3711                 lru_add_drain_all();
3712                 drain_all_stock_sync(memcg);
3713                 ret = 0;
3714                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3715                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3716                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3717                                 enum lru_list lru;
3718                                 for_each_lru(lru) {
3719                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3720                                                         node, zid, lru);
3721                                         if (ret)
3722                                                 break;
3723                                 }
3724                         }
3725                         if (ret)
3726                                 break;
3727                 }
3728                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3729                 memcg_oom_recover(memcg);
3730                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3731                 if (ret == -ENOMEM)
3732                         goto try_to_free;
3733                 cond_resched();
3734         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3735         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0 || ret);
3736 out:
3737         css_put(&memcg->css);
3738         return ret;
3739
3740 try_to_free:
3741         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3742         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3743                 ret = -EBUSY;
3744                 goto out;
3745         }
3746         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3747         lru_add_drain_all();
3748         /* try to free all pages in this cgroup */
3749         shrink = 1;
3750         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3751                 int progress;
3752
3753                 if (signal_pending(current)) {
3754                         ret = -EINTR;
3755                         goto out;
3756                 }
3757                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3758                                                 false);
3759                 if (!progress) {
3760                         nr_retries--;
3761                         /* maybe some writeback is necessary */
3762                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3763                 }
3764
3765         }
3766         lru_add_drain();
3767         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3768         goto move_account;
3769 }
3770
3771 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3772 {
3773         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3774 }
3775
3776
3777 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3778 {
3779         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3780 }
3781
3782 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3783                                         u64 val)
3784 {
3785         int retval = 0;
3786         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3787         struct cgroup *parent = cont->parent;
3788         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3789
3790         if (parent)
3791                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3792
3793         cgroup_lock();
3794         /*
3795          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3796          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3797          * occur, provided the current cgroup has no children.
3798          *
3799          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3800          * set if there are no children.
3801          */
3802         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3803                                 (val == 1 || val == 0)) {
3804                 if (list_empty(&cont->children))
3805                         memcg->use_hierarchy = val;
3806                 else
3807                         retval = -EBUSY;
3808         } else
3809                 retval = -EINVAL;
3810         cgroup_unlock();
3811
3812         return retval;
3813 }
3814
3815
3816 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3817                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3818 {
3819         struct mem_cgroup *iter;
3820         long val = 0;
3821
3822         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3823         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3824                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3825
3826         if (val < 0) /* race ? */
3827                 val = 0;
3828         return val;
3829 }
3830
3831 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3832 {
3833         u64 val;
3834
3835         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3836                 if (!swap)
3837                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3838                 else
3839                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3840         }
3841
3842         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3843         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3844
3845         if (swap)
3846                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3847
3848         return val << PAGE_SHIFT;
3849 }
3850
3851 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3852                                struct file *file, char __user *buf,
3853                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
3854 {
3855         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3856         char str[64];
3857         u64 val;
3858         int type, name, len;
3859
3860         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3861         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3862
3863         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3864                 return -EOPNOTSUPP;
3865
3866         switch (type) {
3867         case _MEM:
3868                 if (name == RES_USAGE)
3869                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3870                 else
3871                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3872                 break;
3873         case _MEMSWAP:
3874                 if (name == RES_USAGE)
3875                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3876                 else
3877                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3878                 break;
3879         default:
3880                 BUG();
3881         }
3882
3883         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
3884         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
3885 }
3886 /*
3887  * The user of this function is...
3888  * RES_LIMIT.
3889  */
3890 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3891                             const char *buffer)
3892 {
3893         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3894         int type, name;
3895         unsigned long long val;
3896         int ret;
3897
3898         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3899         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3900
3901         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3902                 return -EOPNOTSUPP;
3903
3904         switch (name) {
3905         case RES_LIMIT:
3906                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3907                         ret = -EINVAL;
3908                         break;
3909                 }
3910                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3911                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3912                 if (ret)
3913                         break;
3914                 if (type == _MEM)
3915                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3916                 else
3917                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3918                 break;
3919         case RES_SOFT_LIMIT:
3920                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3921                 if (ret)
3922                         break;
3923                 /*
3924                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3925                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3926                  * control without swap
3927                  */
3928                 if (type == _MEM)
3929                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3930                 else
3931                         ret = -EINVAL;
3932                 break;
3933         default:
3934                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3935                 break;
3936         }
3937         return ret;
3938 }
3939
3940 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3941                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3942 {
3943         struct cgroup *cgroup;
3944         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3945
3946         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3947         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3948         cgroup = memcg->css.cgroup;
3949         if (!memcg->use_hierarchy)
3950                 goto out;
3951
3952         while (cgroup->parent) {
3953                 cgroup = cgroup->parent;
3954                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3955                 if (!memcg->use_hierarchy)
3956                         break;
3957                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3958                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3959                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3960                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3961         }
3962 out:
3963         *mem_limit = min_limit;
3964         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3965 }
3966
3967 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3968 {
3969         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3970         int type, name;
3971
3972         type = MEMFILE_TYPE(event);
3973         name = MEMFILE_ATTR(event);
3974
3975         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3976                 return -EOPNOTSUPP;
3977
3978         switch (name) {
3979         case RES_MAX_USAGE:
3980                 if (type == _MEM)
3981                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
3982                 else
3983                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
3984                 break;
3985         case RES_FAILCNT:
3986                 if (type == _MEM)
3987                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
3988                 else
3989                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
3990                 break;
3991         }
3992
3993         return 0;
3994 }
3995
3996 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
3997                                         struct cftype *cft)
3998 {
3999         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4000 }
4001
4002 #ifdef CONFIG_MMU
4003 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4004                                         struct cftype *cft, u64 val)
4005 {
4006         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4007
4008         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4009                 return -EINVAL;
4010         /*
4011          * We check this value several times in both in can_attach() and
4012          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4013          * inconsistent.
4014          */
4015         cgroup_lock();
4016         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4017         cgroup_unlock();
4018
4019         return 0;
4020 }
4021 #else
4022 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4023                                         struct cftype *cft, u64 val)
4024 {
4025         return -ENOSYS;
4026 }
4027 #endif
4028
4029
4030 /* For read statistics */
4031 enum {
4032         MCS_CACHE,
4033         MCS_RSS,
4034         MCS_FILE_MAPPED,
4035         MCS_PGPGIN,
4036         MCS_PGPGOUT,
4037         MCS_SWAP,
4038         MCS_PGFAULT,
4039         MCS_PGMAJFAULT,
4040         MCS_INACTIVE_ANON,
4041         MCS_ACTIVE_ANON,
4042         MCS_INACTIVE_FILE,
4043         MCS_ACTIVE_FILE,
4044         MCS_UNEVICTABLE,
4045         NR_MCS_STAT,
4046 };
4047
4048 struct mcs_total_stat {
4049         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4050 };
4051
4052 static struct {
4053         char *local_name;
4054         char *total_name;
4055 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4056         {"cache", "total_cache"},
4057         {"rss", "total_rss"},
4058         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4059         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4060         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4061         {"swap", "total_swap"},
4062         {"pgfault", "total_pgfault"},
4063         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4064         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4065         {"active_anon", "total_active_anon"},
4066         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4067         {"active_file", "total_active_file"},
4068         {"unevictable", "total_unevictable"}
4069 };
4070
4071
4072 static void
4073 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4074 {
4075         s64 val;
4076
4077         /* per cpu stat */
4078         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4079         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4080         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4081         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4082         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4083         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4084         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4085         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4086         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4087         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4088         if (do_swap_account) {
4089                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4090                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4091         }
4092         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4093         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4094         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4095         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4096
4097         /* per zone stat */
4098         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4099         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4100         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4101         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4102         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4103         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4104         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4105         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4106         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4107         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4108 }
4109
4110 static void
4111 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4112 {
4113         struct mem_cgroup *iter;
4114
4115         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4116                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4117 }
4118
4119 #ifdef CONFIG_NUMA
4120 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4121 {
4122         int nid;
4123         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4124         unsigned long node_nr;
4125         struct cgroup *cont = m->private;
4126         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4127
4128         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4129         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4130         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4131                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4132                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4133         }
4134         seq_putc(m, '\n');
4135
4136         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4137         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4138         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4139                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4140                                 LRU_ALL_FILE);
4141                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4142         }
4143         seq_putc(m, '\n');
4144
4145         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4146         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4147         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4148                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4149                                 LRU_ALL_ANON);
4150                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4151         }
4152         seq_putc(m, '\n');
4153
4154         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4155         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4156         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4157                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4158                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4159                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4160         }
4161         seq_putc(m, '\n');
4162         return 0;
4163 }
4164 #endif /* CONFIG_NUMA */
4165
4166 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4167                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4168 {
4169         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4170         struct mcs_total_stat mystat;
4171         int i;
4172
4173         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4174         mem_cgroup_get_local_stat(memcg, &mystat);
4175
4176
4177         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4178                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4179                         continue;
4180                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4181         }
4182
4183         /* Hierarchical information */
4184         {
4185                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4186                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4187                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4188                 if (do_swap_account)
4189                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4190         }
4191
4192         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4193         mem_cgroup_get_total_stat(memcg, &mystat);
4194         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4195                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4196                         continue;
4197                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
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                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4219                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4220                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4221                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", 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_NUMA
4601 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4602         .read = seq_read,
4603         .llseek = seq_lseek,
4604         .release = single_release,
4605 };
4606
4607 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4608 {
4609         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4610
4611         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4612         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4613 }
4614 #endif /* CONFIG_NUMA */
4615
4616 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4617 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4618 {
4619         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4620 };
4621
4622 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4623 {
4624         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4625 }
4626 #else
4627 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4628 {
4629         return 0;
4630 }
4631
4632 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4633 {
4634 }
4635 #endif
4636
4637 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4638         {
4639                 .name = "usage_in_bytes",
4640                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4641                 .read = mem_cgroup_read,
4642                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4643                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4644         },
4645         {
4646                 .name = "max_usage_in_bytes",
4647                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4648                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4649                 .read = mem_cgroup_read,
4650         },
4651         {
4652                 .name = "limit_in_bytes",
4653                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4654                 .write_string = mem_cgroup_write,
4655                 .read = mem_cgroup_read,
4656         },
4657         {
4658                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4659                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4660                 .write_string = mem_cgroup_write,
4661                 .read = mem_cgroup_read,
4662         },
4663         {
4664                 .name = "failcnt",
4665                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4666                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4667                 .read = mem_cgroup_read,
4668         },
4669         {
4670                 .name = "stat",
4671                 .read_map = mem_control_stat_show,
4672         },
4673         {
4674                 .name = "force_empty",
4675                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4676         },
4677         {
4678                 .name = "use_hierarchy",
4679                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4680                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4681         },
4682         {
4683                 .name = "swappiness",
4684                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4685                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4686         },
4687         {
4688                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4689                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4690                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4691         },
4692         {
4693                 .name = "oom_control",
4694                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4695                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4696                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4697                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4698                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4699         },
4700 #ifdef CONFIG_NUMA
4701         {
4702                 .name = "numa_stat",
4703                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4704                 .mode = S_IRUGO,
4705         },
4706 #endif
4707 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4708         {
4709                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4710                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4711                 .read = mem_cgroup_read,
4712                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4713                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4714         },
4715         {
4716                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4717                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4718                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4719                 .read = mem_cgroup_read,
4720         },
4721         {
4722                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4723                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4724                 .write_string = mem_cgroup_write,
4725                 .read = mem_cgroup_read,
4726         },
4727         {
4728                 .name = "memsw.failcnt",
4729                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4730                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4731                 .read = mem_cgroup_read,
4732         },
4733 #endif
4734         { },    /* terminate */
4735 };
4736
4737 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4738 {
4739         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4740         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4741         enum lru_list lru;
4742         int zone, tmp = node;
4743         /*
4744          * This routine is called against possible nodes.
4745          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4746          *
4747          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4748          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4749          *       function.
4750          */
4751         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4752                 tmp = -1;
4753         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4754         if (!pn)
4755                 return 1;
4756
4757         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4758                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4759                 for_each_lru(lru)
4760                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lruvec.lists[lru]);
4761                 mz->usage_in_excess = 0;
4762                 mz->on_tree = false;
4763                 mz->memcg = memcg;
4764         }
4765         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4766         return 0;
4767 }
4768
4769 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4770 {
4771         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4772 }
4773
4774 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4775 {
4776         struct mem_cgroup *memcg;
4777         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4778
4779         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4780         if (size < PAGE_SIZE)
4781                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4782         else
4783                 memcg = vzalloc(size);
4784
4785         if (!memcg)
4786                 return NULL;
4787
4788         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4789         if (!memcg->stat)
4790                 goto out_free;
4791         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4792         return memcg;
4793
4794 out_free:
4795         if (size < PAGE_SIZE)
4796                 kfree(memcg);
4797         else
4798                 vfree(memcg);
4799         return NULL;
4800 }
4801
4802 /*
4803  * Helpers for freeing a vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4804  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4805  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4806  */
4807 static void vfree_work(struct work_struct *work)
4808 {
4809         struct mem_cgroup *memcg;
4810
4811         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4812         vfree(memcg);
4813 }
4814 static void vfree_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4815 {
4816         struct mem_cgroup *memcg;
4817
4818         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4819         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, vfree_work);
4820         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4821 }
4822
4823 /*
4824  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4825  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4826  *
4827  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4828  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4829  * it goes down to 0.
4830  *
4831  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4832  */
4833
4834 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4835 {
4836         int node;
4837
4838         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4839         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4840
4841         for_each_node(node)
4842                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4843
4844         free_percpu(memcg->stat);
4845         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4846                 kfree_rcu(memcg, rcu_freeing);
4847         else
4848                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, vfree_rcu);
4849 }
4850
4851 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4852 {
4853         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4854 }
4855
4856 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4857 {
4858         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4859                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4860                 __mem_cgroup_free(memcg);
4861                 if (parent)
4862                         mem_cgroup_put(parent);
4863         }
4864 }
4865
4866 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4867 {
4868         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4869 }
4870
4871 /*
4872  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4873  */
4874 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4875 {
4876         if (!memcg->res.parent)
4877                 return NULL;
4878         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4879 }
4880 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4881
4882 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4883 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4884 {
4885         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4886                 do_swap_account = 1;
4887 }
4888 #else
4889 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4890 {
4891 }
4892 #endif
4893
4894 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4895 {
4896         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4897         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4898         int tmp, node, zone;
4899
4900         for_each_node(node) {
4901                 tmp = node;
4902                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4903                         tmp = -1;
4904                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4905                 if (!rtpn)
4906                         goto err_cleanup;
4907
4908                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4909
4910                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4911                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4912                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4913                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4914                 }
4915         }
4916         return 0;
4917
4918 err_cleanup:
4919         for_each_node(node) {
4920                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4921                         break;
4922                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4923                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4924         }
4925         return 1;
4926
4927 }
4928
4929 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4930 mem_cgroup_create(struct cgroup *cont)
4931 {
4932         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4933         long error = -ENOMEM;
4934         int node;
4935
4936         memcg = mem_cgroup_alloc();
4937         if (!memcg)
4938                 return ERR_PTR(error);
4939
4940         for_each_node(node)
4941                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4942                         goto free_out;
4943
4944         /* root ? */
4945         if (cont->parent == NULL) {
4946                 int cpu;
4947                 enable_swap_cgroup();
4948                 parent = NULL;
4949                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4950                         goto free_out;
4951                 root_mem_cgroup = memcg;
4952                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4953                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4954                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4955                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4956                 }
4957                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4958         } else {
4959                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4960                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4961                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4962         }
4963
4964         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4965                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4966                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4967                 /*
4968                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4969                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4970                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4971                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
4972                  */
4973                 mem_cgroup_get(parent);
4974         } else {
4975                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
4976                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4977         }
4978         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4979         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4980
4981         if (parent)
4982                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4983         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
4984         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4985         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4986         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4987
4988         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
4989         if (error) {
4990                 /*
4991                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
4992                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
4993                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
4994                  */
4995                 mem_cgroup_put(memcg);
4996                 return ERR_PTR(error);
4997         }
4998         return &memcg->css;
4999 free_out:
5000         __mem_cgroup_free(memcg);
5001         return ERR_PTR(error);
5002 }
5003
5004 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup *cont)
5005 {
5006         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5007
5008         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
5009 }
5010
5011 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
5012 {
5013         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5014
5015         kmem_cgroup_destroy(memcg);
5016
5017         mem_cgroup_put(memcg);
5018 }
5019
5020 #ifdef CONFIG_MMU
5021 /* Handlers for move charge at task migration. */
5022 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5023 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5024 {
5025         int ret = 0;
5026         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5027         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5028
5029         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5030                 mc.precharge += count;
5031                 /* we don't need css_get for root */
5032                 return ret;
5033         }
5034         /* try to charge at once */
5035         if (count > 1) {
5036                 struct res_counter *dummy;
5037                 /*
5038                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5039                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5040                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5041                  * css_get().
5042                  */
5043                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5044                         goto one_by_one;
5045                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5046                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5047                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5048                         goto one_by_one;
5049                 }
5050                 mc.precharge += count;
5051                 return ret;
5052         }
5053 one_by_one:
5054         /* fall back to one by one charge */
5055         while (count--) {
5056                 if (signal_pending(current)) {
5057                         ret = -EINTR;
5058                         break;
5059                 }
5060                 if (!batch_count--) {
5061                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5062                         cond_resched();
5063                 }
5064                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5065                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5066                 if (ret)
5067                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5068                         return ret;
5069                 mc.precharge++;
5070         }
5071         return ret;
5072 }
5073
5074 /**
5075  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5076  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5077  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5078  * @ptent: the pte to be checked
5079  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5080  *
5081  * Returns
5082  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5083  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5084  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5085  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5086  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5087  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5088  *     in target->ent.
5089  *
5090  * Called with pte lock held.
5091  */
5092 union mc_target {
5093         struct page     *page;
5094         swp_entry_t     ent;
5095 };
5096
5097 enum mc_target_type {
5098         MC_TARGET_NONE = 0,
5099         MC_TARGET_PAGE,
5100         MC_TARGET_SWAP,
5101 };
5102
5103 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5104                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5105 {
5106         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5107
5108         if (!page || !page_mapped(page))
5109                 return NULL;
5110         if (PageAnon(page)) {
5111                 /* we don't move shared anon */
5112                 if (!move_anon())
5113                         return NULL;
5114         } else if (!move_file())
5115                 /* we ignore mapcount for file pages */
5116                 return NULL;
5117         if (!get_page_unless_zero(page))
5118                 return NULL;
5119
5120         return page;
5121 }
5122
5123 #ifdef CONFIG_SWAP
5124 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5125                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5126 {
5127         struct page *page = NULL;
5128         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5129
5130         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5131                 return NULL;
5132         /*
5133          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5134          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5135          */
5136         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
5137         if (do_swap_account)
5138                 entry->val = ent.val;
5139
5140         return page;
5141 }
5142 #else
5143 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5144                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5145 {
5146         return NULL;
5147 }
5148 #endif
5149
5150 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5151                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5152 {
5153         struct page *page = NULL;
5154         struct address_space *mapping;
5155         pgoff_t pgoff;
5156
5157         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5158                 return NULL;
5159         if (!move_file())
5160                 return NULL;
5161
5162         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5163         if (pte_none(ptent))
5164                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5165         else /* pte_file(ptent) is true */
5166                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5167
5168         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5169         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5170
5171 #ifdef CONFIG_SWAP
5172         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5173         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5174                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5175                 if (do_swap_account)
5176                         *entry = swap;
5177                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5178         }
5179 #endif
5180         return page;
5181 }
5182
5183 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5184                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5185 {
5186         struct page *page = NULL;
5187         struct page_cgroup *pc;
5188         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5189         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5190
5191         if (pte_present(ptent))
5192                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5193         else if (is_swap_pte(ptent))
5194                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5195         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5196                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5197
5198         if (!page && !ent.val)
5199                 return ret;
5200         if (page) {
5201                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5202                 /*
5203                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5204                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5205                  * the lock.
5206                  */
5207                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5208                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5209                         if (target)
5210                                 target->page = page;
5211                 }
5212                 if (!ret || !target)
5213                         put_page(page);
5214         }
5215         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5216         if (ent.val && !ret &&
5217                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5218                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5219                 if (target)
5220                         target->ent = ent;
5221         }
5222         return ret;
5223 }
5224
5225 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5226 /*
5227  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5228  * support them for now.
5229  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5230  */
5231 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5232                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5233 {
5234         struct page *page = NULL;
5235         struct page_cgroup *pc;
5236         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5237
5238         page = pmd_page(pmd);
5239         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5240         if (!move_anon())
5241                 return ret;
5242         pc = lookup_page_cgroup(page);
5243         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5244                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5245                 if (target) {
5246                         get_page(page);
5247                         target->page = page;
5248                 }
5249         }
5250         return ret;
5251 }
5252 #else
5253 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5254                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5255 {
5256         return MC_TARGET_NONE;
5257 }
5258 #endif
5259
5260 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5261                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5262                                         struct mm_walk *walk)
5263 {
5264         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5265         pte_t *pte;
5266         spinlock_t *ptl;
5267
5268         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5269                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5270                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5271                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5272                 return 0;
5273         }
5274
5275         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5276                 return 0;
5277         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5278         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5279                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5280                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5281         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5282         cond_resched();
5283
5284         return 0;
5285 }
5286
5287 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5288 {
5289         unsigned long precharge;
5290         struct vm_area_struct *vma;
5291
5292         down_read(&mm->mmap_sem);
5293         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5294                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5295                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5296                         .mm = mm,
5297                         .private = vma,
5298                 };
5299                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5300                         continue;
5301                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5302                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5303         }
5304         up_read(&mm->mmap_sem);
5305
5306         precharge = mc.precharge;
5307         mc.precharge = 0;
5308
5309         return precharge;
5310 }
5311
5312 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5313 {
5314         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5315
5316         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5317         mc.moving_task = current;
5318         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5319 }
5320
5321 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5322 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5323 {
5324         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5325         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5326
5327         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5328         if (mc.precharge) {
5329                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5330                 mc.precharge = 0;
5331         }
5332         /*
5333          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5334          * we must uncharge here.
5335          */
5336         if (mc.moved_charge) {
5337                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5338                 mc.moved_charge = 0;
5339         }
5340         /* we must fixup refcnts and charges */
5341         if (mc.moved_swap) {
5342                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5343                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5344                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5345                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5346                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5347
5348                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5349                         /*
5350                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5351                          * uncharge to->res.
5352                          */
5353                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5354                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5355                 }
5356                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5357                 mc.moved_swap = 0;
5358         }
5359         memcg_oom_recover(from);
5360         memcg_oom_recover(to);
5361         wake_up_all(&mc.waitq);
5362 }
5363
5364 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5365 {
5366         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5367
5368         /*
5369          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5370          * task migration.
5371          */
5372         mc.moving_task = NULL;
5373         __mem_cgroup_clear_mc();
5374         spin_lock(&mc.lock);
5375         mc.from = NULL;
5376         mc.to = NULL;
5377         spin_unlock(&mc.lock);
5378         mem_cgroup_end_move(from);
5379 }
5380
5381 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5382                                  struct cgroup_taskset *tset)
5383 {
5384         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5385         int ret = 0;
5386         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5387
5388         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5389                 struct mm_struct *mm;
5390                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5391
5392                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5393
5394                 mm = get_task_mm(p);
5395                 if (!mm)
5396                         return 0;
5397                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5398                 if (mm->owner == p) {
5399                         VM_BUG_ON(mc.from);
5400                         VM_BUG_ON(mc.to);
5401                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5402                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5403                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5404                         mem_cgroup_start_move(from);
5405                         spin_lock(&mc.lock);
5406                         mc.from = from;
5407                         mc.to = memcg;
5408                         spin_unlock(&mc.lock);
5409                         /* We set mc.moving_task later */
5410
5411                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5412                         if (ret)
5413                                 mem_cgroup_clear_mc();
5414                 }
5415                 mmput(mm);
5416         }
5417         return ret;
5418 }
5419
5420 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5421                                      struct cgroup_taskset *tset)
5422 {
5423         mem_cgroup_clear_mc();
5424 }
5425
5426 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5427                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5428                                 struct mm_walk *walk)
5429 {
5430         int ret = 0;
5431         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5432         pte_t *pte;
5433         spinlock_t *ptl;
5434         enum mc_target_type target_type;
5435         union mc_target target;
5436         struct page *page;
5437         struct page_cgroup *pc;
5438
5439         /*
5440          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5441          * happens because:
5442          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5443          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5444          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5445          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5446          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5447          *    part of thp split is not executed yet.
5448          */
5449         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5450                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5451                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5452                         return 0;
5453                 }
5454                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5455                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5456                         page = target.page;
5457                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5458                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5459                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5460                                                              pc, mc.from, mc.to,
5461                                                              false)) {
5462                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5463                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5464                                 }
5465                                 putback_lru_page(page);
5466                         }
5467                         put_page(page);
5468                 }
5469                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5470                 return 0;
5471         }
5472
5473         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5474                 return 0;
5475 retry:
5476         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5477         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5478                 pte_t ptent = *(pte++);
5479                 swp_entry_t ent;
5480
5481                 if (!mc.precharge)
5482                         break;
5483
5484                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5485                 case MC_TARGET_PAGE:
5486                         page = target.page;
5487                         if (isolate_lru_page(page))
5488                                 goto put;
5489                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5490                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5491                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5492                                 mc.precharge--;
5493                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5494                                 mc.moved_charge++;
5495                         }
5496                         putback_lru_page(page);
5497 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5498                         put_page(page);
5499                         break;
5500                 case MC_TARGET_SWAP:
5501                         ent = target.ent;
5502                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5503                                 mc.precharge--;
5504                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5505                                 mc.moved_swap++;
5506                         }
5507                         break;
5508                 default:
5509                         break;
5510                 }
5511         }
5512         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5513         cond_resched();
5514
5515         if (addr != end) {
5516                 /*
5517                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5518                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5519                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5520                  * phase.
5521                  */
5522                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5523                 if (!ret)
5524                         goto retry;
5525         }
5526
5527         return ret;
5528 }
5529
5530 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5531 {
5532         struct vm_area_struct *vma;
5533
5534         lru_add_drain_all();
5535 retry:
5536         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5537                 /*
5538                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5539                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5540                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5541                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5542                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5543                  */
5544                 __mem_cgroup_clear_mc();
5545                 cond_resched();
5546                 goto retry;
5547         }
5548         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5549                 int ret;
5550                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5551                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5552                         .mm = mm,
5553                         .private = vma,
5554                 };
5555                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5556                         continue;
5557                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5558                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5559                 if (ret)
5560                         /*
5561                          * means we have consumed all precharges and failed in
5562                          * doing additional charge. Just abandon here.
5563                          */
5564                         break;
5565         }
5566         up_read(&mm->mmap_sem);
5567 }
5568
5569 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5570                                  struct cgroup_taskset *tset)
5571 {
5572         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5573         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5574
5575         if (mm) {
5576                 if (mc.to)
5577                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5578                 mmput(mm);
5579         }
5580         if (mc.to)
5581                 mem_cgroup_clear_mc();
5582 }
5583 #else   /* !CONFIG_MMU */
5584 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5585                                  struct cgroup_taskset *tset)
5586 {
5587         return 0;
5588 }
5589 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5590                                      struct cgroup_taskset *tset)
5591 {
5592 }
5593 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5594                                  struct cgroup_taskset *tset)
5595 {
5596 }
5597 #endif
5598
5599 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5600         .name = "memory",
5601         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5602         .create = mem_cgroup_create,
5603         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5604         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5605         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5606         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5607         .attach = mem_cgroup_move_task,
5608         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
5609         .early_init = 0,
5610         .use_id = 1,
5611         .__DEPRECATED_clear_css_refs = true,
5612 };
5613
5614 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_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