kswapd: avoid unnecessary rebalance after an unsuccessful balancing
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/mutex.h>
37 #include <linux/rbtree.h>
38 #include <linux/shmem_fs.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
54 #include <asm/uaccess.h>
55
56 #include <trace/events/vmscan.h>
57
58 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
59 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
60 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
61
62 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
63 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
64 int do_swap_account __read_mostly;
65
66 /* for remember boot option*/
67 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
68 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
69 #else
70 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
71 #endif
72
73 #else
74 #define do_swap_account         (0)
75 #endif
76
77
78 /*
79  * Statistics for memory cgroup.
80  */
81 enum mem_cgroup_stat_index {
82         /*
83          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
84          */
85         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
86         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
87         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
88         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
89         MEM_CGROUP_STAT_DATA, /* end of data requires synchronization */
90         MEM_CGROUP_ON_MOVE,     /* someone is moving account between groups */
91         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
92 };
93
94 enum mem_cgroup_events_index {
95         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
96         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
97         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
101 };
102 /*
103  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
104  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
105  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
106  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
107  */
108 enum mem_cgroup_events_target {
109         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
110         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
111         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
112         MEM_CGROUP_NTARGETS,
113 };
114 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET (128)
115 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET (1024)
116 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  (1024)
117
118 struct mem_cgroup_stat_cpu {
119         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
120         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
121         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
122 };
123
124 /*
125  * per-zone information in memory controller.
126  */
127 struct mem_cgroup_per_zone {
128         /*
129          * spin_lock to protect the per cgroup LRU
130          */
131         struct list_head        lists[NR_LRU_LISTS];
132         unsigned long           count[NR_LRU_LISTS];
133
134         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
135         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
136         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
137                                                 /* the soft limit is exceeded*/
138         bool                    on_tree;
139         struct mem_cgroup       *mem;           /* Back pointer, we cannot */
140                                                 /* use container_of        */
141 };
142 /* Macro for accessing counter */
143 #define MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx)       ((mz)->count[(idx)])
144
145 struct mem_cgroup_per_node {
146         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
147 };
148
149 struct mem_cgroup_lru_info {
150         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
151 };
152
153 /*
154  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
155  * their hierarchy representation
156  */
157
158 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
159         struct rb_root rb_root;
160         spinlock_t lock;
161 };
162
163 struct mem_cgroup_tree_per_node {
164         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
165 };
166
167 struct mem_cgroup_tree {
168         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
169 };
170
171 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
172
173 struct mem_cgroup_threshold {
174         struct eventfd_ctx *eventfd;
175         u64 threshold;
176 };
177
178 /* For threshold */
179 struct mem_cgroup_threshold_ary {
180         /* An array index points to threshold just below usage. */
181         int current_threshold;
182         /* Size of entries[] */
183         unsigned int size;
184         /* Array of thresholds */
185         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
186 };
187
188 struct mem_cgroup_thresholds {
189         /* Primary thresholds array */
190         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
191         /*
192          * Spare threshold array.
193          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
194          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
195          */
196         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
197 };
198
199 /* for OOM */
200 struct mem_cgroup_eventfd_list {
201         struct list_head list;
202         struct eventfd_ctx *eventfd;
203 };
204
205 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *mem);
206 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *mem);
207
208 /*
209  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
210  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
211  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
212  * to help the administrator determine what knobs to tune.
213  *
214  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
215  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
216  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
217  * a feature that will be implemented much later in the future.
218  */
219 struct mem_cgroup {
220         struct cgroup_subsys_state css;
221         /*
222          * the counter to account for memory usage
223          */
224         struct res_counter res;
225         /*
226          * the counter to account for mem+swap usage.
227          */
228         struct res_counter memsw;
229         /*
230          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
231          * per zone LRU lists.
232          */
233         struct mem_cgroup_lru_info info;
234         /*
235          * While reclaiming in a hierarchy, we cache the last child we
236          * reclaimed from.
237          */
238         int last_scanned_child;
239         int last_scanned_node;
240 #if MAX_NUMNODES > 1
241         nodemask_t      scan_nodes;
242         atomic_t        numainfo_events;
243         atomic_t        numainfo_updating;
244 #endif
245         /*
246          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
247          */
248         bool use_hierarchy;
249         atomic_t        oom_lock;
250         atomic_t        refcnt;
251
252         unsigned int    swappiness;
253         /* OOM-Killer disable */
254         int             oom_kill_disable;
255
256         /* set when res.limit == memsw.limit */
257         bool            memsw_is_minimum;
258
259         /* protect arrays of thresholds */
260         struct mutex thresholds_lock;
261
262         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
263         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
264
265         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
266         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
267
268         /* For oom notifier event fd */
269         struct list_head oom_notify;
270
271         /*
272          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
273          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
274          */
275         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
276         /*
277          * percpu counter.
278          */
279         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
280         /*
281          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
282          * See mem_cgroup_read_stat().
283          */
284         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
285         spinlock_t pcp_counter_lock;
286 };
287
288 /* Stuffs for move charges at task migration. */
289 /*
290  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
291  * left-shifted bitmap of these types.
292  */
293 enum move_type {
294         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
295         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
296         NR_MOVE_TYPE,
297 };
298
299 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
300 static struct move_charge_struct {
301         spinlock_t        lock; /* for from, to */
302         struct mem_cgroup *from;
303         struct mem_cgroup *to;
304         unsigned long precharge;
305         unsigned long moved_charge;
306         unsigned long moved_swap;
307         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
308         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
309 } mc = {
310         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
311         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
312 };
313
314 static bool move_anon(void)
315 {
316         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
317                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
318 }
319
320 static bool move_file(void)
321 {
322         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
323                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
324 }
325
326 /*
327  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
328  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
329  */
330 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
331 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
332
333 enum charge_type {
334         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
335         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
336         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
337         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
338         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
339         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
340         NR_CHARGE_TYPE,
341 };
342
343 /* for encoding cft->private value on file */
344 #define _MEM                    (0)
345 #define _MEMSWAP                (1)
346 #define _OOM_TYPE               (2)
347 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
348 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
349 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
350 /* Used for OOM nofiier */
351 #define OOM_CONTROL             (0)
352
353 /*
354  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
355  */
356 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
357 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
358 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
359 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
360 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT_BIT     0x2
361 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT         (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT_BIT)
362
363 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *mem);
364 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *mem);
365 static struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *mem);
366 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *mem);
367
368 static struct mem_cgroup_per_zone *
369 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *mem, int nid, int zid)
370 {
371         return &mem->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
372 }
373
374 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *mem)
375 {
376         return &mem->css;
377 }
378
379 static struct mem_cgroup_per_zone *
380 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *mem, struct page *page)
381 {
382         int nid = page_to_nid(page);
383         int zid = page_zonenum(page);
384
385         return mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
386 }
387
388 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
389 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
390 {
391         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
392 }
393
394 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
395 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
396 {
397         int nid = page_to_nid(page);
398         int zid = page_zonenum(page);
399
400         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
401 }
402
403 static void
404 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *mem,
405                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
406                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
407                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
408 {
409         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
410         struct rb_node *parent = NULL;
411         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
412
413         if (mz->on_tree)
414                 return;
415
416         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
417         if (!mz->usage_in_excess)
418                 return;
419         while (*p) {
420                 parent = *p;
421                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
422                                         tree_node);
423                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
424                         p = &(*p)->rb_left;
425                 /*
426                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
427                  * limit by the same amount
428                  */
429                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
430                         p = &(*p)->rb_right;
431         }
432         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
433         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
434         mz->on_tree = true;
435 }
436
437 static void
438 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *mem,
439                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
440                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
441 {
442         if (!mz->on_tree)
443                 return;
444         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
445         mz->on_tree = false;
446 }
447
448 static void
449 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *mem,
450                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
451                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
452 {
453         spin_lock(&mctz->lock);
454         __mem_cgroup_remove_exceeded(mem, mz, mctz);
455         spin_unlock(&mctz->lock);
456 }
457
458
459 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *mem, struct page *page)
460 {
461         unsigned long long excess;
462         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
463         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
464         int nid = page_to_nid(page);
465         int zid = page_zonenum(page);
466         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
467
468         /*
469          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
470          * because their event counter is not touched.
471          */
472         for (; mem; mem = parent_mem_cgroup(mem)) {
473                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
474                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mem->res);
475                 /*
476                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
477                  * mem is over its softlimit.
478                  */
479                 if (excess || mz->on_tree) {
480                         spin_lock(&mctz->lock);
481                         /* if on-tree, remove it */
482                         if (mz->on_tree)
483                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mem, mz, mctz);
484                         /*
485                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
486                          * If excess is 0, no tree ops.
487                          */
488                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mem, mz, mctz, excess);
489                         spin_unlock(&mctz->lock);
490                 }
491         }
492 }
493
494 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *mem)
495 {
496         int node, zone;
497         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
498         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
499
500         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
501                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
502                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, node, zone);
503                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
504                         mem_cgroup_remove_exceeded(mem, mz, mctz);
505                 }
506         }
507 }
508
509 static struct mem_cgroup_per_zone *
510 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
511 {
512         struct rb_node *rightmost = NULL;
513         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
514
515 retry:
516         mz = NULL;
517         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
518         if (!rightmost)
519                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
520
521         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
522         /*
523          * Remove the node now but someone else can add it back,
524          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
525          * position in the tree.
526          */
527         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
528         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res) ||
529                 !css_tryget(&mz->mem->css))
530                 goto retry;
531 done:
532         return mz;
533 }
534
535 static struct mem_cgroup_per_zone *
536 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
537 {
538         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
539
540         spin_lock(&mctz->lock);
541         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
542         spin_unlock(&mctz->lock);
543         return mz;
544 }
545
546 /*
547  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
548  *
549  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
550  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
551  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
552  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
553  *
554  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
555  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
556  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
557  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
558  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
559  *
560  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
561  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
562  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
563  * implemented.
564  */
565 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *mem,
566                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
567 {
568         long val = 0;
569         int cpu;
570
571         get_online_cpus();
572         for_each_online_cpu(cpu)
573                 val += per_cpu(mem->stat->count[idx], cpu);
574 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
575         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
576         val += mem->nocpu_base.count[idx];
577         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
578 #endif
579         put_online_cpus();
580         return val;
581 }
582
583 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *mem,
584                                          bool charge)
585 {
586         int val = (charge) ? 1 : -1;
587         this_cpu_add(mem->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
588 }
589
590 void mem_cgroup_pgfault(struct mem_cgroup *mem, int val)
591 {
592         this_cpu_add(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT], val);
593 }
594
595 void mem_cgroup_pgmajfault(struct mem_cgroup *mem, int val)
596 {
597         this_cpu_add(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT], val);
598 }
599
600 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *mem,
601                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
602 {
603         unsigned long val = 0;
604         int cpu;
605
606         for_each_online_cpu(cpu)
607                 val += per_cpu(mem->stat->events[idx], cpu);
608 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
609         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
610         val += mem->nocpu_base.events[idx];
611         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
612 #endif
613         return val;
614 }
615
616 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *mem,
617                                          bool file, int nr_pages)
618 {
619         preempt_disable();
620
621         if (file)
622                 __this_cpu_add(mem->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_pages);
623         else
624                 __this_cpu_add(mem->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_pages);
625
626         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
627         if (nr_pages > 0)
628                 __this_cpu_inc(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
629         else {
630                 __this_cpu_inc(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
631                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
632         }
633
634         __this_cpu_add(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
635
636         preempt_enable();
637 }
638
639 static unsigned long
640 mem_cgroup_get_zonestat_node(struct mem_cgroup *mem, int nid, enum lru_list idx)
641 {
642         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
643         u64 total = 0;
644         int zid;
645
646         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
647                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
648                 total += MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx);
649         }
650         return total;
651 }
652 static unsigned long mem_cgroup_get_local_zonestat(struct mem_cgroup *mem,
653                                         enum lru_list idx)
654 {
655         int nid;
656         u64 total = 0;
657
658         for_each_online_node(nid)
659                 total += mem_cgroup_get_zonestat_node(mem, nid, idx);
660         return total;
661 }
662
663 static bool __memcg_event_check(struct mem_cgroup *mem, int target)
664 {
665         unsigned long val, next;
666
667         val = this_cpu_read(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
668         next = this_cpu_read(mem->stat->targets[target]);
669         /* from time_after() in jiffies.h */
670         return ((long)next - (long)val < 0);
671 }
672
673 static void __mem_cgroup_target_update(struct mem_cgroup *mem, int target)
674 {
675         unsigned long val, next;
676
677         val = this_cpu_read(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
678
679         switch (target) {
680         case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
681                 next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
682                 break;
683         case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
684                 next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
685                 break;
686         case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
687                 next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
688                 break;
689         default:
690                 return;
691         }
692
693         this_cpu_write(mem->stat->targets[target], next);
694 }
695
696 /*
697  * Check events in order.
698  *
699  */
700 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *mem, struct page *page)
701 {
702         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
703         if (unlikely(__memcg_event_check(mem, MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
704                 mem_cgroup_threshold(mem);
705                 __mem_cgroup_target_update(mem, MEM_CGROUP_TARGET_THRESH);
706                 if (unlikely(__memcg_event_check(mem,
707                              MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT))) {
708                         mem_cgroup_update_tree(mem, page);
709                         __mem_cgroup_target_update(mem,
710                                                    MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
711                 }
712 #if MAX_NUMNODES > 1
713                 if (unlikely(__memcg_event_check(mem,
714                         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO))) {
715                         atomic_inc(&mem->numainfo_events);
716                         __mem_cgroup_target_update(mem,
717                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
718                 }
719 #endif
720         }
721 }
722
723 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
724 {
725         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
726                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
727                                 css);
728 }
729
730 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
731 {
732         /*
733          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
734          * if it races with swapoff, page migration, etc.
735          * So this can be called with p == NULL.
736          */
737         if (unlikely(!p))
738                 return NULL;
739
740         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
741                                 struct mem_cgroup, css);
742 }
743
744 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
745 {
746         struct mem_cgroup *mem = NULL;
747
748         if (!mm)
749                 return NULL;
750         /*
751          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
752          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
753          * pessimistic (rather than adding locks here).
754          */
755         rcu_read_lock();
756         do {
757                 mem = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
758                 if (unlikely(!mem))
759                         break;
760         } while (!css_tryget(&mem->css));
761         rcu_read_unlock();
762         return mem;
763 }
764
765 /* The caller has to guarantee "mem" exists before calling this */
766 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_start_loop(struct mem_cgroup *mem)
767 {
768         struct cgroup_subsys_state *css;
769         int found;
770
771         if (!mem) /* ROOT cgroup has the smallest ID */
772                 return root_mem_cgroup; /*css_put/get against root is ignored*/
773         if (!mem->use_hierarchy) {
774                 if (css_tryget(&mem->css))
775                         return mem;
776                 return NULL;
777         }
778         rcu_read_lock();
779         /*
780          * searching a memory cgroup which has the smallest ID under given
781          * ROOT cgroup. (ID >= 1)
782          */
783         css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, 1, &mem->css, &found);
784         if (css && css_tryget(css))
785                 mem = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
786         else
787                 mem = NULL;
788         rcu_read_unlock();
789         return mem;
790 }
791
792 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_next(struct mem_cgroup *iter,
793                                         struct mem_cgroup *root,
794                                         bool cond)
795 {
796         int nextid = css_id(&iter->css) + 1;
797         int found;
798         int hierarchy_used;
799         struct cgroup_subsys_state *css;
800
801         hierarchy_used = iter->use_hierarchy;
802
803         css_put(&iter->css);
804         /* If no ROOT, walk all, ignore hierarchy */
805         if (!cond || (root && !hierarchy_used))
806                 return NULL;
807
808         if (!root)
809                 root = root_mem_cgroup;
810
811         do {
812                 iter = NULL;
813                 rcu_read_lock();
814
815                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, nextid,
816                                 &root->css, &found);
817                 if (css && css_tryget(css))
818                         iter = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
819                 rcu_read_unlock();
820                 /* If css is NULL, no more cgroups will be found */
821                 nextid = found + 1;
822         } while (css && !iter);
823
824         return iter;
825 }
826 /*
827  * for_eacn_mem_cgroup_tree() for visiting all cgroup under tree. Please
828  * be careful that "break" loop is not allowed. We have reference count.
829  * Instead of that modify "cond" to be false and "continue" to exit the loop.
830  */
831 #define for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, root, cond) \
832         for (iter = mem_cgroup_start_loop(root);\
833              iter != NULL;\
834              iter = mem_cgroup_get_next(iter, root, cond))
835
836 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root) \
837         for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, root, true)
838
839 #define for_each_mem_cgroup_all(iter) \
840         for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, NULL, true)
841
842
843 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *mem)
844 {
845         return (mem == root_mem_cgroup);
846 }
847
848 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
849 {
850         struct mem_cgroup *mem;
851
852         if (!mm)
853                 return;
854
855         rcu_read_lock();
856         mem = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
857         if (unlikely(!mem))
858                 goto out;
859
860         switch (idx) {
861         case PGMAJFAULT:
862                 mem_cgroup_pgmajfault(mem, 1);
863                 break;
864         case PGFAULT:
865                 mem_cgroup_pgfault(mem, 1);
866                 break;
867         default:
868                 BUG();
869         }
870 out:
871         rcu_read_unlock();
872 }
873 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
874
875 /*
876  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
877  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
878  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
879  *
880  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
881  * 1. charge
882  * 2. moving account
883  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
884  * It is added to LRU before charge.
885  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
886  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
887  */
888
889 void mem_cgroup_del_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
890 {
891         struct page_cgroup *pc;
892         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
893
894         if (mem_cgroup_disabled())
895                 return;
896         pc = lookup_page_cgroup(page);
897         /* can happen while we handle swapcache. */
898         if (!TestClearPageCgroupAcctLRU(pc))
899                 return;
900         VM_BUG_ON(!pc->mem_cgroup);
901         /*
902          * We don't check PCG_USED bit. It's cleared when the "page" is finally
903          * removed from global LRU.
904          */
905         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
906         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
907         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1 << compound_order(page);
908         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
909                 return;
910         VM_BUG_ON(list_empty(&pc->lru));
911         list_del_init(&pc->lru);
912 }
913
914 void mem_cgroup_del_lru(struct page *page)
915 {
916         mem_cgroup_del_lru_list(page, page_lru(page));
917 }
918
919 /*
920  * Writeback is about to end against a page which has been marked for immediate
921  * reclaim.  If it still appears to be reclaimable, move it to the tail of the
922  * inactive list.
923  */
924 void mem_cgroup_rotate_reclaimable_page(struct page *page)
925 {
926         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
927         struct page_cgroup *pc;
928         enum lru_list lru = page_lru(page);
929
930         if (mem_cgroup_disabled())
931                 return;
932
933         pc = lookup_page_cgroup(page);
934         /* unused or root page is not rotated. */
935         if (!PageCgroupUsed(pc))
936                 return;
937         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
938         smp_rmb();
939         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
940                 return;
941         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
942         list_move_tail(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
943 }
944
945 void mem_cgroup_rotate_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
946 {
947         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
948         struct page_cgroup *pc;
949
950         if (mem_cgroup_disabled())
951                 return;
952
953         pc = lookup_page_cgroup(page);
954         /* unused or root page is not rotated. */
955         if (!PageCgroupUsed(pc))
956                 return;
957         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
958         smp_rmb();
959         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
960                 return;
961         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
962         list_move(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
963 }
964
965 void mem_cgroup_add_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
966 {
967         struct page_cgroup *pc;
968         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
969
970         if (mem_cgroup_disabled())
971                 return;
972         pc = lookup_page_cgroup(page);
973         VM_BUG_ON(PageCgroupAcctLRU(pc));
974         if (!PageCgroupUsed(pc))
975                 return;
976         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
977         smp_rmb();
978         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
979         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
980         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) += 1 << compound_order(page);
981         SetPageCgroupAcctLRU(pc);
982         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
983                 return;
984         list_add(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
985 }
986
987 /*
988  * At handling SwapCache and other FUSE stuff, pc->mem_cgroup may be changed
989  * while it's linked to lru because the page may be reused after it's fully
990  * uncharged. To handle that, unlink page_cgroup from LRU when charge it again.
991  * It's done under lock_page and expected that zone->lru_lock isnever held.
992  */
993 static void mem_cgroup_lru_del_before_commit(struct page *page)
994 {
995         unsigned long flags;
996         struct zone *zone = page_zone(page);
997         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
998
999         /*
1000          * Doing this check without taking ->lru_lock seems wrong but this
1001          * is safe. Because if page_cgroup's USED bit is unset, the page
1002          * will not be added to any memcg's LRU. If page_cgroup's USED bit is
1003          * set, the commit after this will fail, anyway.
1004          * This all charge/uncharge is done under some mutual execustion.
1005          * So, we don't need to taking care of changes in USED bit.
1006          */
1007         if (likely(!PageLRU(page)))
1008                 return;
1009
1010         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1011         /*
1012          * Forget old LRU when this page_cgroup is *not* used. This Used bit
1013          * is guarded by lock_page() because the page is SwapCache.
1014          */
1015         if (!PageCgroupUsed(pc))
1016                 mem_cgroup_del_lru_list(page, page_lru(page));
1017         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1018 }
1019
1020 static void mem_cgroup_lru_add_after_commit(struct page *page)
1021 {
1022         unsigned long flags;
1023         struct zone *zone = page_zone(page);
1024         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1025
1026         /* taking care of that the page is added to LRU while we commit it */
1027         if (likely(!PageLRU(page)))
1028                 return;
1029         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1030         /* link when the page is linked to LRU but page_cgroup isn't */
1031         if (PageLRU(page) && !PageCgroupAcctLRU(pc))
1032                 mem_cgroup_add_lru_list(page, page_lru(page));
1033         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1034 }
1035
1036
1037 void mem_cgroup_move_lists(struct page *page,
1038                            enum lru_list from, enum lru_list to)
1039 {
1040         if (mem_cgroup_disabled())
1041                 return;
1042         mem_cgroup_del_lru_list(page, from);
1043         mem_cgroup_add_lru_list(page, to);
1044 }
1045
1046 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *mem)
1047 {
1048         int ret;
1049         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1050         struct task_struct *p;
1051
1052         p = find_lock_task_mm(task);
1053         if (!p)
1054                 return 0;
1055         curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1056         task_unlock(p);
1057         if (!curr)
1058                 return 0;
1059         /*
1060          * We should check use_hierarchy of "mem" not "curr". Because checking
1061          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1062          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "mem" in *cgroup*
1063          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "mem").
1064          */
1065         if (mem->use_hierarchy)
1066                 ret = css_is_ancestor(&curr->css, &mem->css);
1067         else
1068                 ret = (curr == mem);
1069         css_put(&curr->css);
1070         return ret;
1071 }
1072
1073 static int calc_inactive_ratio(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *present_pages)
1074 {
1075         unsigned long active;
1076         unsigned long inactive;
1077         unsigned long gb;
1078         unsigned long inactive_ratio;
1079
1080         inactive = mem_cgroup_get_local_zonestat(memcg, LRU_INACTIVE_ANON);
1081         active = mem_cgroup_get_local_zonestat(memcg, LRU_ACTIVE_ANON);
1082
1083         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1084         if (gb)
1085                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1086         else
1087                 inactive_ratio = 1;
1088
1089         if (present_pages) {
1090                 present_pages[0] = inactive;
1091                 present_pages[1] = active;
1092         }
1093
1094         return inactive_ratio;
1095 }
1096
1097 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg)
1098 {
1099         unsigned long active;
1100         unsigned long inactive;
1101         unsigned long present_pages[2];
1102         unsigned long inactive_ratio;
1103
1104         inactive_ratio = calc_inactive_ratio(memcg, present_pages);
1105
1106         inactive = present_pages[0];
1107         active = present_pages[1];
1108
1109         if (inactive * inactive_ratio < active)
1110                 return 1;
1111
1112         return 0;
1113 }
1114
1115 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg)
1116 {
1117         unsigned long active;
1118         unsigned long inactive;
1119
1120         inactive = mem_cgroup_get_local_zonestat(memcg, LRU_INACTIVE_FILE);
1121         active = mem_cgroup_get_local_zonestat(memcg, LRU_ACTIVE_FILE);
1122
1123         return (active > inactive);
1124 }
1125
1126 unsigned long mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
1127                                                 struct zone *zone,
1128                                                 enum lru_list lru)
1129 {
1130         int nid = zone_to_nid(zone);
1131         int zid = zone_idx(zone);
1132         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1133
1134         return MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru);
1135 }
1136
1137 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_file_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
1138                                                         int nid)
1139 {
1140         unsigned long ret;
1141
1142         ret = mem_cgroup_get_zonestat_node(memcg, nid, LRU_INACTIVE_FILE) +
1143                 mem_cgroup_get_zonestat_node(memcg, nid, LRU_ACTIVE_FILE);
1144
1145         return ret;
1146 }
1147
1148 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_anon_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
1149                                                         int nid)
1150 {
1151         unsigned long ret;
1152
1153         ret = mem_cgroup_get_zonestat_node(memcg, nid, LRU_INACTIVE_ANON) +
1154                 mem_cgroup_get_zonestat_node(memcg, nid, LRU_ACTIVE_ANON);
1155         return ret;
1156 }
1157
1158 #if MAX_NUMNODES > 1
1159 static unsigned long mem_cgroup_nr_file_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg)
1160 {
1161         u64 total = 0;
1162         int nid;
1163
1164         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
1165                 total += mem_cgroup_node_nr_file_lru_pages(memcg, nid);
1166
1167         return total;
1168 }
1169
1170 static unsigned long mem_cgroup_nr_anon_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg)
1171 {
1172         u64 total = 0;
1173         int nid;
1174
1175         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
1176                 total += mem_cgroup_node_nr_anon_lru_pages(memcg, nid);
1177
1178         return total;
1179 }
1180
1181 static unsigned long
1182 mem_cgroup_node_nr_unevictable_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
1183 {
1184         return mem_cgroup_get_zonestat_node(memcg, nid, LRU_UNEVICTABLE);
1185 }
1186
1187 static unsigned long
1188 mem_cgroup_nr_unevictable_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg)
1189 {
1190         u64 total = 0;
1191         int nid;
1192
1193         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
1194                 total += mem_cgroup_node_nr_unevictable_lru_pages(memcg, nid);
1195
1196         return total;
1197 }
1198
1199 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
1200                                                         int nid)
1201 {
1202         enum lru_list l;
1203         u64 total = 0;
1204
1205         for_each_lru(l)
1206                 total += mem_cgroup_get_zonestat_node(memcg, nid, l);
1207
1208         return total;
1209 }
1210
1211 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg)
1212 {
1213         u64 total = 0;
1214         int nid;
1215
1216         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
1217                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid);
1218
1219         return total;
1220 }
1221 #endif /* CONFIG_NUMA */
1222
1223 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1224                                                       struct zone *zone)
1225 {
1226         int nid = zone_to_nid(zone);
1227         int zid = zone_idx(zone);
1228         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1229
1230         return &mz->reclaim_stat;
1231 }
1232
1233 struct zone_reclaim_stat *
1234 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1235 {
1236         struct page_cgroup *pc;
1237         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1238
1239         if (mem_cgroup_disabled())
1240                 return NULL;
1241
1242         pc = lookup_page_cgroup(page);
1243         if (!PageCgroupUsed(pc))
1244                 return NULL;
1245         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1246         smp_rmb();
1247         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1248         return &mz->reclaim_stat;
1249 }
1250
1251 unsigned long mem_cgroup_isolate_pages(unsigned long nr_to_scan,
1252                                         struct list_head *dst,
1253                                         unsigned long *scanned, int order,
1254                                         isolate_mode_t mode,
1255                                         struct zone *z,
1256                                         struct mem_cgroup *mem_cont,
1257                                         int active, int file)
1258 {
1259         unsigned long nr_taken = 0;
1260         struct page *page;
1261         unsigned long scan;
1262         LIST_HEAD(pc_list);
1263         struct list_head *src;
1264         struct page_cgroup *pc, *tmp;
1265         int nid = zone_to_nid(z);
1266         int zid = zone_idx(z);
1267         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1268         int lru = LRU_FILE * file + active;
1269         int ret;
1270
1271         BUG_ON(!mem_cont);
1272         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
1273         src = &mz->lists[lru];
1274
1275         scan = 0;
1276         list_for_each_entry_safe_reverse(pc, tmp, src, lru) {
1277                 if (scan >= nr_to_scan)
1278                         break;
1279
1280                 if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
1281                         continue;
1282
1283                 page = lookup_cgroup_page(pc);
1284
1285                 if (unlikely(!PageLRU(page)))
1286                         continue;
1287
1288                 scan++;
1289                 ret = __isolate_lru_page(page, mode, file);
1290                 switch (ret) {
1291                 case 0:
1292                         list_move(&page->lru, dst);
1293                         mem_cgroup_del_lru(page);
1294                         nr_taken += hpage_nr_pages(page);
1295                         break;
1296                 case -EBUSY:
1297                         /* we don't affect global LRU but rotate in our LRU */
1298                         mem_cgroup_rotate_lru_list(page, page_lru(page));
1299                         break;
1300                 default:
1301                         break;
1302                 }
1303         }
1304
1305         *scanned = scan;
1306
1307         trace_mm_vmscan_memcg_isolate(0, nr_to_scan, scan, nr_taken,
1308                                       0, 0, 0, mode);
1309
1310         return nr_taken;
1311 }
1312
1313 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1314         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1315
1316 /**
1317  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1318  * @mem: the memory cgroup
1319  *
1320  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1321  * pages.
1322  */
1323 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *mem)
1324 {
1325         unsigned long long margin;
1326
1327         margin = res_counter_margin(&mem->res);
1328         if (do_swap_account)
1329                 margin = min(margin, res_counter_margin(&mem->memsw));
1330         return margin >> PAGE_SHIFT;
1331 }
1332
1333 static unsigned int get_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1334 {
1335         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1336
1337         /* root ? */
1338         if (cgrp->parent == NULL)
1339                 return vm_swappiness;
1340
1341         return memcg->swappiness;
1342 }
1343
1344 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *mem)
1345 {
1346         int cpu;
1347
1348         get_online_cpus();
1349         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
1350         for_each_online_cpu(cpu)
1351                 per_cpu(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) += 1;
1352         mem->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] += 1;
1353         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
1354         put_online_cpus();
1355
1356         synchronize_rcu();
1357 }
1358
1359 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *mem)
1360 {
1361         int cpu;
1362
1363         if (!mem)
1364                 return;
1365         get_online_cpus();
1366         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
1367         for_each_online_cpu(cpu)
1368                 per_cpu(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) -= 1;
1369         mem->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] -= 1;
1370         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
1371         put_online_cpus();
1372 }
1373 /*
1374  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1375  *
1376  * mem_cgroup_stealed() - checking a cgroup is mc.from or not. This is used
1377  *                        for avoiding race in accounting. If true,
1378  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1379  *
1380  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1381  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1382  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1383  */
1384
1385 static bool mem_cgroup_stealed(struct mem_cgroup *mem)
1386 {
1387         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1388         return this_cpu_read(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE]) > 0;
1389 }
1390
1391 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *mem)
1392 {
1393         struct mem_cgroup *from;
1394         struct mem_cgroup *to;
1395         bool ret = false;
1396         /*
1397          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1398          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1399          */
1400         spin_lock(&mc.lock);
1401         from = mc.from;
1402         to = mc.to;
1403         if (!from)
1404                 goto unlock;
1405         if (from == mem || to == mem
1406             || (mem->use_hierarchy && css_is_ancestor(&from->css, &mem->css))
1407             || (mem->use_hierarchy && css_is_ancestor(&to->css, &mem->css)))
1408                 ret = true;
1409 unlock:
1410         spin_unlock(&mc.lock);
1411         return ret;
1412 }
1413
1414 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *mem)
1415 {
1416         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1417                 if (mem_cgroup_under_move(mem)) {
1418                         DEFINE_WAIT(wait);
1419                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1420                         /* moving charge context might have finished. */
1421                         if (mc.moving_task)
1422                                 schedule();
1423                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1424                         return true;
1425                 }
1426         }
1427         return false;
1428 }
1429
1430 /**
1431  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1432  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1433  * @p: Task that is going to be killed
1434  *
1435  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1436  * enabled
1437  */
1438 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1439 {
1440         struct cgroup *task_cgrp;
1441         struct cgroup *mem_cgrp;
1442         /*
1443          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1444          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1445          * If this assumption is broken, revisit this code.
1446          */
1447         static char memcg_name[PATH_MAX];
1448         int ret;
1449
1450         if (!memcg || !p)
1451                 return;
1452
1453
1454         rcu_read_lock();
1455
1456         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1457         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1458
1459         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1460         if (ret < 0) {
1461                 /*
1462                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1463                  * But we'll still print out the usage information
1464                  */
1465                 rcu_read_unlock();
1466                 goto done;
1467         }
1468         rcu_read_unlock();
1469
1470         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1471
1472         rcu_read_lock();
1473         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1474         if (ret < 0) {
1475                 rcu_read_unlock();
1476                 goto done;
1477         }
1478         rcu_read_unlock();
1479
1480         /*
1481          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1482          */
1483         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1484 done:
1485
1486         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1487                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1488                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1489                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1490         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1491                 "failcnt %llu\n",
1492                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1493                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1494                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1495 }
1496
1497 /*
1498  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1499  * 1(self count) if no children.
1500  */
1501 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *mem)
1502 {
1503         int num = 0;
1504         struct mem_cgroup *iter;
1505
1506         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
1507                 num++;
1508         return num;
1509 }
1510
1511 /*
1512  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1513  */
1514 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1515 {
1516         u64 limit;
1517         u64 memsw;
1518
1519         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1520         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1521
1522         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1523         /*
1524          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1525          * to this memcg, return that limit.
1526          */
1527         return min(limit, memsw);
1528 }
1529
1530 /*
1531  * Visit the first child (need not be the first child as per the ordering
1532  * of the cgroup list, since we track last_scanned_child) of @mem and use
1533  * that to reclaim free pages from.
1534  */
1535 static struct mem_cgroup *
1536 mem_cgroup_select_victim(struct mem_cgroup *root_mem)
1537 {
1538         struct mem_cgroup *ret = NULL;
1539         struct cgroup_subsys_state *css;
1540         int nextid, found;
1541
1542         if (!root_mem->use_hierarchy) {
1543                 css_get(&root_mem->css);
1544                 ret = root_mem;
1545         }
1546
1547         while (!ret) {
1548                 rcu_read_lock();
1549                 nextid = root_mem->last_scanned_child + 1;
1550                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, nextid, &root_mem->css,
1551                                    &found);
1552                 if (css && css_tryget(css))
1553                         ret = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
1554
1555                 rcu_read_unlock();
1556                 /* Updates scanning parameter */
1557                 if (!css) {
1558                         /* this means start scan from ID:1 */
1559                         root_mem->last_scanned_child = 0;
1560                 } else
1561                         root_mem->last_scanned_child = found;
1562         }
1563
1564         return ret;
1565 }
1566
1567 /**
1568  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1569  * @mem: the target memcg
1570  * @nid: the node ID to be checked.
1571  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1572  *
1573  * This function returns whether the specified memcg contains any
1574  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1575  * pages in the node.
1576  */
1577 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *mem,
1578                 int nid, bool noswap)
1579 {
1580         if (mem_cgroup_node_nr_file_lru_pages(mem, nid))
1581                 return true;
1582         if (noswap || !total_swap_pages)
1583                 return false;
1584         if (mem_cgroup_node_nr_anon_lru_pages(mem, nid))
1585                 return true;
1586         return false;
1587
1588 }
1589 #if MAX_NUMNODES > 1
1590
1591 /*
1592  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1593  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1594  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1595  *
1596  */
1597 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *mem)
1598 {
1599         int nid;
1600         /*
1601          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1602          * pagein/pageout changes since the last update.
1603          */
1604         if (!atomic_read(&mem->numainfo_events))
1605                 return;
1606         if (atomic_inc_return(&mem->numainfo_updating) > 1)
1607                 return;
1608
1609         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1610         mem->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1611
1612         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1613
1614                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(mem, nid, false))
1615                         node_clear(nid, mem->scan_nodes);
1616         }
1617
1618         atomic_set(&mem->numainfo_events, 0);
1619         atomic_set(&mem->numainfo_updating, 0);
1620 }
1621
1622 /*
1623  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1624  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1625  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1626  *
1627  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1628  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1629  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1630  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1631  *
1632  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1633  */
1634 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *mem)
1635 {
1636         int node;
1637
1638         mem_cgroup_may_update_nodemask(mem);
1639         node = mem->last_scanned_node;
1640
1641         node = next_node(node, mem->scan_nodes);
1642         if (node == MAX_NUMNODES)
1643                 node = first_node(mem->scan_nodes);
1644         /*
1645          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1646          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1647          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1648          * we use curret node.
1649          */
1650         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1651                 node = numa_node_id();
1652
1653         mem->last_scanned_node = node;
1654         return node;
1655 }
1656
1657 /*
1658  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1659  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1660  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1661  * enough new information. We need to do double check.
1662  */
1663 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *mem, bool noswap)
1664 {
1665         int nid;
1666
1667         /*
1668          * quick check...making use of scan_node.
1669          * We can skip unused nodes.
1670          */
1671         if (!nodes_empty(mem->scan_nodes)) {
1672                 for (nid = first_node(mem->scan_nodes);
1673                      nid < MAX_NUMNODES;
1674                      nid = next_node(nid, mem->scan_nodes)) {
1675
1676                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(mem, nid, noswap))
1677                                 return true;
1678                 }
1679         }
1680         /*
1681          * Check rest of nodes.
1682          */
1683         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1684                 if (node_isset(nid, mem->scan_nodes))
1685                         continue;
1686                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(mem, nid, noswap))
1687                         return true;
1688         }
1689         return false;
1690 }
1691
1692 #else
1693 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *mem)
1694 {
1695         return 0;
1696 }
1697
1698 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *mem, bool noswap)
1699 {
1700         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(mem, 0, noswap);
1701 }
1702 #endif
1703
1704 /*
1705  * Scan the hierarchy if needed to reclaim memory. We remember the last child
1706  * we reclaimed from, so that we don't end up penalizing one child extensively
1707  * based on its position in the children list.
1708  *
1709  * root_mem is the original ancestor that we've been reclaim from.
1710  *
1711  * We give up and return to the caller when we visit root_mem twice.
1712  * (other groups can be removed while we're walking....)
1713  *
1714  * If shrink==true, for avoiding to free too much, this returns immedieately.
1715  */
1716 static int mem_cgroup_hierarchical_reclaim(struct mem_cgroup *root_mem,
1717                                                 struct zone *zone,
1718                                                 gfp_t gfp_mask,
1719                                                 unsigned long reclaim_options,
1720                                                 unsigned long *total_scanned)
1721 {
1722         struct mem_cgroup *victim;
1723         int ret, total = 0;
1724         int loop = 0;
1725         bool noswap = reclaim_options & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
1726         bool shrink = reclaim_options & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK;
1727         bool check_soft = reclaim_options & MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT;
1728         unsigned long excess;
1729         unsigned long nr_scanned;
1730
1731         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_mem->res) >> PAGE_SHIFT;
1732
1733         /* If memsw_is_minimum==1, swap-out is of-no-use. */
1734         if (!check_soft && !shrink && root_mem->memsw_is_minimum)
1735                 noswap = true;
1736
1737         while (1) {
1738                 victim = mem_cgroup_select_victim(root_mem);
1739                 if (victim == root_mem) {
1740                         loop++;
1741                         /*
1742                          * We are not draining per cpu cached charges during
1743                          * soft limit reclaim  because global reclaim doesn't
1744                          * care about charges. It tries to free some memory and
1745                          * charges will not give any.
1746                          */
1747                         if (!check_soft && loop >= 1)
1748                                 drain_all_stock_async(root_mem);
1749                         if (loop >= 2) {
1750                                 /*
1751                                  * If we have not been able to reclaim
1752                                  * anything, it might because there are
1753                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1754                                  */
1755                                 if (!check_soft || !total) {
1756                                         css_put(&victim->css);
1757                                         break;
1758                                 }
1759                                 /*
1760                                  * We want to do more targeted reclaim.
1761                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1762                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1763                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1764                                  */
1765                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1766                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS)) {
1767                                         css_put(&victim->css);
1768                                         break;
1769                                 }
1770                         }
1771                 }
1772                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, noswap)) {
1773                         /* this cgroup's local usage == 0 */
1774                         css_put(&victim->css);
1775                         continue;
1776                 }
1777                 /* we use swappiness of local cgroup */
1778                 if (check_soft) {
1779                         ret = mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask,
1780                                 noswap, get_swappiness(victim), zone,
1781                                 &nr_scanned);
1782                         *total_scanned += nr_scanned;
1783                 } else
1784                         ret = try_to_free_mem_cgroup_pages(victim, gfp_mask,
1785                                                 noswap, get_swappiness(victim));
1786                 css_put(&victim->css);
1787                 /*
1788                  * At shrinking usage, we can't check we should stop here or
1789                  * reclaim more. It's depends on callers. last_scanned_child
1790                  * will work enough for keeping fairness under tree.
1791                  */
1792                 if (shrink)
1793                         return ret;
1794                 total += ret;
1795                 if (check_soft) {
1796                         if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_mem->res))
1797                                 return total;
1798                 } else if (mem_cgroup_margin(root_mem))
1799                         return total;
1800         }
1801         return total;
1802 }
1803
1804 /*
1805  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1806  * If someone is running, return false.
1807  */
1808 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *mem)
1809 {
1810         int x, lock_count = 0;
1811         struct mem_cgroup *iter;
1812
1813         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem) {
1814                 x = atomic_inc_return(&iter->oom_lock);
1815                 lock_count = max(x, lock_count);
1816         }
1817
1818         if (lock_count == 1)
1819                 return true;
1820         return false;
1821 }
1822
1823 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *mem)
1824 {
1825         struct mem_cgroup *iter;
1826
1827         /*
1828          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1829          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1830          * atomic_add_unless() here.
1831          */
1832         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
1833                 atomic_add_unless(&iter->oom_lock, -1, 0);
1834         return 0;
1835 }
1836
1837
1838 static DEFINE_MUTEX(memcg_oom_mutex);
1839 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1840
1841 struct oom_wait_info {
1842         struct mem_cgroup *mem;
1843         wait_queue_t    wait;
1844 };
1845
1846 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1847         unsigned mode, int sync, void *arg)
1848 {
1849         struct mem_cgroup *wake_mem = (struct mem_cgroup *)arg;
1850         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1851
1852         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1853
1854         if (oom_wait_info->mem == wake_mem)
1855                 goto wakeup;
1856         /* if no hierarchy, no match */
1857         if (!oom_wait_info->mem->use_hierarchy || !wake_mem->use_hierarchy)
1858                 return 0;
1859         /*
1860          * Both of oom_wait_info->mem and wake_mem are stable under us.
1861          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1862          */
1863         if (!css_is_ancestor(&oom_wait_info->mem->css, &wake_mem->css) &&
1864             !css_is_ancestor(&wake_mem->css, &oom_wait_info->mem->css))
1865                 return 0;
1866
1867 wakeup:
1868         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1869 }
1870
1871 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *mem)
1872 {
1873         /* for filtering, pass "mem" as argument. */
1874         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, mem);
1875 }
1876
1877 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *mem)
1878 {
1879         if (mem && atomic_read(&mem->oom_lock))
1880                 memcg_wakeup_oom(mem);
1881 }
1882
1883 /*
1884  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1885  */
1886 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *mem, gfp_t mask)
1887 {
1888         struct oom_wait_info owait;
1889         bool locked, need_to_kill;
1890
1891         owait.mem = mem;
1892         owait.wait.flags = 0;
1893         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1894         owait.wait.private = current;
1895         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1896         need_to_kill = true;
1897         /* At first, try to OOM lock hierarchy under mem.*/
1898         mutex_lock(&memcg_oom_mutex);
1899         locked = mem_cgroup_oom_lock(mem);
1900         /*
1901          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1902          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1903          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1904          */
1905         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1906         if (!locked || mem->oom_kill_disable)
1907                 need_to_kill = false;
1908         if (locked)
1909                 mem_cgroup_oom_notify(mem);
1910         mutex_unlock(&memcg_oom_mutex);
1911
1912         if (need_to_kill) {
1913                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1914                 mem_cgroup_out_of_memory(mem, mask);
1915         } else {
1916                 schedule();
1917                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1918         }
1919         mutex_lock(&memcg_oom_mutex);
1920         mem_cgroup_oom_unlock(mem);
1921         memcg_wakeup_oom(mem);
1922         mutex_unlock(&memcg_oom_mutex);
1923
1924         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1925                 return false;
1926         /* Give chance to dying process */
1927         schedule_timeout(1);
1928         return true;
1929 }
1930
1931 /*
1932  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1933  * generalized to update other statistics as well.
1934  *
1935  * Notes: Race condition
1936  *
1937  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1938  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1939  * to do so _always_.
1940  *
1941  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1942  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1943  * are no race with "charge".
1944  *
1945  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1946  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1947  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1948  * by flags.
1949  *
1950  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1951  * small, we check MEM_CGROUP_ON_MOVE percpu value and detect there are
1952  * possibility of race condition. If there is, we take a lock.
1953  */
1954
1955 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1956                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1957 {
1958         struct mem_cgroup *mem;
1959         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1960         bool need_unlock = false;
1961         unsigned long uninitialized_var(flags);
1962
1963         if (unlikely(!pc))
1964                 return;
1965
1966         rcu_read_lock();
1967         mem = pc->mem_cgroup;
1968         if (unlikely(!mem || !PageCgroupUsed(pc)))
1969                 goto out;
1970         /* pc->mem_cgroup is unstable ? */
1971         if (unlikely(mem_cgroup_stealed(mem)) || PageTransHuge(page)) {
1972                 /* take a lock against to access pc->mem_cgroup */
1973                 move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
1974                 need_unlock = true;
1975                 mem = pc->mem_cgroup;
1976                 if (!mem || !PageCgroupUsed(pc))
1977                         goto out;
1978         }
1979
1980         switch (idx) {
1981         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1982                 if (val > 0)
1983                         SetPageCgroupFileMapped(pc);
1984                 else if (!page_mapped(page))
1985                         ClearPageCgroupFileMapped(pc);
1986                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1987                 break;
1988         default:
1989                 BUG();
1990         }
1991
1992         this_cpu_add(mem->stat->count[idx], val);
1993
1994 out:
1995         if (unlikely(need_unlock))
1996                 move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
1997         rcu_read_unlock();
1998         return;
1999 }
2000 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_update_page_stat);
2001
2002 /*
2003  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2004  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2005  */
2006 #define CHARGE_BATCH    32U
2007 struct memcg_stock_pcp {
2008         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2009         unsigned int nr_pages;
2010         struct work_struct work;
2011         unsigned long flags;
2012 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
2013 };
2014 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2015 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2016
2017 /*
2018  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2019  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2020  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2021  * refilled.
2022  */
2023 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *mem)
2024 {
2025         struct memcg_stock_pcp *stock;
2026         bool ret = true;
2027
2028         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2029         if (mem == stock->cached && stock->nr_pages)
2030                 stock->nr_pages--;
2031         else /* need to call res_counter_charge */
2032                 ret = false;
2033         put_cpu_var(memcg_stock);
2034         return ret;
2035 }
2036
2037 /*
2038  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2039  */
2040 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2041 {
2042         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2043
2044         if (stock->nr_pages) {
2045                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2046
2047                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2048                 if (do_swap_account)
2049                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2050                 stock->nr_pages = 0;
2051         }
2052         stock->cached = NULL;
2053 }
2054
2055 /*
2056  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2057  * a thread which is pinned to local cpu.
2058  */
2059 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2060 {
2061         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2062         drain_stock(stock);
2063         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2064 }
2065
2066 /*
2067  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2068  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2069  */
2070 static void refill_stock(struct mem_cgroup *mem, unsigned int nr_pages)
2071 {
2072         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2073
2074         if (stock->cached != mem) { /* reset if necessary */
2075                 drain_stock(stock);
2076                 stock->cached = mem;
2077         }
2078         stock->nr_pages += nr_pages;
2079         put_cpu_var(memcg_stock);
2080 }
2081
2082 /*
2083  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2084  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2085  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2086  * it.
2087  */
2088 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_mem)
2089 {
2090         int cpu, curcpu;
2091         /*
2092          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2093          */
2094         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2095                 return;
2096         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2097         get_online_cpus();
2098         /*
2099          * Get a hint for avoiding draining charges on the current cpu,
2100          * which must be exhausted by our charging.  It is not required that
2101          * this be a precise check, so we use raw_smp_processor_id() instead of
2102          * getcpu()/putcpu().
2103          */
2104         curcpu = raw_smp_processor_id();
2105         for_each_online_cpu(cpu) {
2106                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2107                 struct mem_cgroup *mem;
2108
2109                 if (cpu == curcpu)
2110                         continue;
2111
2112                 mem = stock->cached;
2113                 if (!mem)
2114                         continue;
2115                 if (mem != root_mem) {
2116                         if (!root_mem->use_hierarchy)
2117                                 continue;
2118                         /* check whether "mem" is under tree of "root_mem" */
2119                         if (!css_is_ancestor(&mem->css, &root_mem->css))
2120                                 continue;
2121                 }
2122                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2123                         schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2124         }
2125         put_online_cpus();
2126         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2127         /* We don't wait for flush_work */
2128 }
2129
2130 /* This is a synchronous drain interface. */
2131 static void drain_all_stock_sync(void)
2132 {
2133         /* called when force_empty is called */
2134         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2135         schedule_on_each_cpu(drain_local_stock);
2136         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2137 }
2138
2139 /*
2140  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2141  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2142  */
2143 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *mem, int cpu)
2144 {
2145         int i;
2146
2147         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
2148         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2149                 long x = per_cpu(mem->stat->count[i], cpu);
2150
2151                 per_cpu(mem->stat->count[i], cpu) = 0;
2152                 mem->nocpu_base.count[i] += x;
2153         }
2154         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2155                 unsigned long x = per_cpu(mem->stat->events[i], cpu);
2156
2157                 per_cpu(mem->stat->events[i], cpu) = 0;
2158                 mem->nocpu_base.events[i] += x;
2159         }
2160         /* need to clear ON_MOVE value, works as a kind of lock. */
2161         per_cpu(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) = 0;
2162         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
2163 }
2164
2165 static void synchronize_mem_cgroup_on_move(struct mem_cgroup *mem, int cpu)
2166 {
2167         int idx = MEM_CGROUP_ON_MOVE;
2168
2169         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
2170         per_cpu(mem->stat->count[idx], cpu) = mem->nocpu_base.count[idx];
2171         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
2172 }
2173
2174 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2175                                         unsigned long action,
2176                                         void *hcpu)
2177 {
2178         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2179         struct memcg_stock_pcp *stock;
2180         struct mem_cgroup *iter;
2181
2182         if ((action == CPU_ONLINE)) {
2183                 for_each_mem_cgroup_all(iter)
2184                         synchronize_mem_cgroup_on_move(iter, cpu);
2185                 return NOTIFY_OK;
2186         }
2187
2188         if ((action != CPU_DEAD) || action != CPU_DEAD_FROZEN)
2189                 return NOTIFY_OK;
2190
2191         for_each_mem_cgroup_all(iter)
2192                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2193
2194         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2195         drain_stock(stock);
2196         return NOTIFY_OK;
2197 }
2198
2199
2200 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2201 enum {
2202         CHARGE_OK,              /* success */
2203         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2204         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2205         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2206         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2207 };
2208
2209 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *mem, gfp_t gfp_mask,
2210                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2211 {
2212         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2213         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2214         struct res_counter *fail_res;
2215         unsigned long flags = 0;
2216         int ret;
2217
2218         ret = res_counter_charge(&mem->res, csize, &fail_res);
2219
2220         if (likely(!ret)) {
2221                 if (!do_swap_account)
2222                         return CHARGE_OK;
2223                 ret = res_counter_charge(&mem->memsw, csize, &fail_res);
2224                 if (likely(!ret))
2225                         return CHARGE_OK;
2226
2227                 res_counter_uncharge(&mem->res, csize);
2228                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2229                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2230         } else
2231                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2232         /*
2233          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2234          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2235          *
2236          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2237          * single page instead.
2238          */
2239         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2240                 return CHARGE_RETRY;
2241
2242         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2243                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2244
2245         ret = mem_cgroup_hierarchical_reclaim(mem_over_limit, NULL,
2246                                               gfp_mask, flags, NULL);
2247         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2248                 return CHARGE_RETRY;
2249         /*
2250          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2251          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2252          * before killing the task.
2253          *
2254          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2255          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2256          * to regular pages anyway in case of failure.
2257          */
2258         if (nr_pages == 1 && ret)
2259                 return CHARGE_RETRY;
2260
2261         /*
2262          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2263          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2264          */
2265         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2266                 return CHARGE_RETRY;
2267
2268         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2269         if (!oom_check)
2270                 return CHARGE_NOMEM;
2271         /* check OOM */
2272         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask))
2273                 return CHARGE_OOM_DIE;
2274
2275         return CHARGE_RETRY;
2276 }
2277
2278 /*
2279  * Unlike exported interface, "oom" parameter is added. if oom==true,
2280  * oom-killer can be invoked.
2281  */
2282 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2283                                    gfp_t gfp_mask,
2284                                    unsigned int nr_pages,
2285                                    struct mem_cgroup **memcg,
2286                                    bool oom)
2287 {
2288         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2289         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2290         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2291         int ret;
2292
2293         /*
2294          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2295          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2296          * MEMDIE process.
2297          */
2298         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2299                      || fatal_signal_pending(current)))
2300                 goto bypass;
2301
2302         /*
2303          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2304          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2305          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2306          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2307          */
2308         if (!*memcg && !mm)
2309                 goto bypass;
2310 again:
2311         if (*memcg) { /* css should be a valid one */
2312                 mem = *memcg;
2313                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&mem->css));
2314                 if (mem_cgroup_is_root(mem))
2315                         goto done;
2316                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(mem))
2317                         goto done;
2318                 css_get(&mem->css);
2319         } else {
2320                 struct task_struct *p;
2321
2322                 rcu_read_lock();
2323                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2324                 /*
2325                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2326                  * In that case, "mem" can point to root or p can be NULL with
2327                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2328                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2329                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2330                  * small race, here.
2331                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2332                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2333                  */
2334                 mem = mem_cgroup_from_task(p);
2335                 if (!mem || mem_cgroup_is_root(mem)) {
2336                         rcu_read_unlock();
2337                         goto done;
2338                 }
2339                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(mem)) {
2340                         /*
2341                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2342                          * But considering how consume_stok works, it's not
2343                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2344                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2345                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2346                          * calling consume_stock().
2347                          */
2348                         rcu_read_unlock();
2349                         goto done;
2350                 }
2351                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2352                 if (!css_tryget(&mem->css)) {
2353                         rcu_read_unlock();
2354                         goto again;
2355                 }
2356                 rcu_read_unlock();
2357         }
2358
2359         do {
2360                 bool oom_check;
2361
2362                 /* If killed, bypass charge */
2363                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2364                         css_put(&mem->css);
2365                         goto bypass;
2366                 }
2367
2368                 oom_check = false;
2369                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2370                         oom_check = true;
2371                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2372                 }
2373
2374                 ret = mem_cgroup_do_charge(mem, gfp_mask, batch, oom_check);
2375                 switch (ret) {
2376                 case CHARGE_OK:
2377                         break;
2378                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2379                         batch = nr_pages;
2380                         css_put(&mem->css);
2381                         mem = NULL;
2382                         goto again;
2383                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2384                         css_put(&mem->css);
2385                         goto nomem;
2386                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2387                         if (!oom) {
2388                                 css_put(&mem->css);
2389                                 goto nomem;
2390                         }
2391                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2392                         nr_oom_retries--;
2393                         break;
2394                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2395                         css_put(&mem->css);
2396                         goto bypass;
2397                 }
2398         } while (ret != CHARGE_OK);
2399
2400         if (batch > nr_pages)
2401                 refill_stock(mem, batch - nr_pages);
2402         css_put(&mem->css);
2403 done:
2404         *memcg = mem;
2405         return 0;
2406 nomem:
2407         *memcg = NULL;
2408         return -ENOMEM;
2409 bypass:
2410         *memcg = NULL;
2411         return 0;
2412 }
2413
2414 /*
2415  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2416  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2417  * gotten by try_charge().
2418  */
2419 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *mem,
2420                                        unsigned int nr_pages)
2421 {
2422         if (!mem_cgroup_is_root(mem)) {
2423                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2424
2425                 res_counter_uncharge(&mem->res, bytes);
2426                 if (do_swap_account)
2427                         res_counter_uncharge(&mem->memsw, bytes);
2428         }
2429 }
2430
2431 /*
2432  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2433  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2434  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2435  * memcg.)
2436  */
2437 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2438 {
2439         struct cgroup_subsys_state *css;
2440
2441         /* ID 0 is unused ID */
2442         if (!id)
2443                 return NULL;
2444         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2445         if (!css)
2446                 return NULL;
2447         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2448 }
2449
2450 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2451 {
2452         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2453         struct page_cgroup *pc;
2454         unsigned short id;
2455         swp_entry_t ent;
2456
2457         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2458
2459         pc = lookup_page_cgroup(page);
2460         lock_page_cgroup(pc);
2461         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2462                 mem = pc->mem_cgroup;
2463                 if (mem && !css_tryget(&mem->css))
2464                         mem = NULL;
2465         } else if (PageSwapCache(page)) {
2466                 ent.val = page_private(page);
2467                 id = lookup_swap_cgroup(ent);
2468                 rcu_read_lock();
2469                 mem = mem_cgroup_lookup(id);
2470                 if (mem && !css_tryget(&mem->css))
2471                         mem = NULL;
2472                 rcu_read_unlock();
2473         }
2474         unlock_page_cgroup(pc);
2475         return mem;
2476 }
2477
2478 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *mem,
2479                                        struct page *page,
2480                                        unsigned int nr_pages,
2481                                        struct page_cgroup *pc,
2482                                        enum charge_type ctype)
2483 {
2484         lock_page_cgroup(pc);
2485         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2486                 unlock_page_cgroup(pc);
2487                 __mem_cgroup_cancel_charge(mem, nr_pages);
2488                 return;
2489         }
2490         /*
2491          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2492          * accessed by any other context at this point.
2493          */
2494         pc->mem_cgroup = mem;
2495         /*
2496          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2497          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2498          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2499          * before USED bit, we need memory barrier here.
2500          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2501          */
2502         smp_wmb();
2503         switch (ctype) {
2504         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE:
2505         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM:
2506                 SetPageCgroupCache(pc);
2507                 SetPageCgroupUsed(pc);
2508                 break;
2509         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2510                 ClearPageCgroupCache(pc);
2511                 SetPageCgroupUsed(pc);
2512                 break;
2513         default:
2514                 break;
2515         }
2516
2517         mem_cgroup_charge_statistics(mem, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2518         unlock_page_cgroup(pc);
2519         /*
2520          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2521          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2522          * if they exceeds softlimit.
2523          */
2524         memcg_check_events(mem, page);
2525 }
2526
2527 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2528
2529 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MOVE_LOCK) |\
2530                         (1 << PCG_ACCT_LRU) | (1 << PCG_MIGRATION))
2531 /*
2532  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2533  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compund_lock.
2534  */
2535 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head, struct page *tail)
2536 {
2537         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2538         struct page_cgroup *tail_pc = lookup_page_cgroup(tail);
2539         unsigned long flags;
2540
2541         if (mem_cgroup_disabled())
2542                 return;
2543         /*
2544          * We have no races with charge/uncharge but will have races with
2545          * page state accounting.
2546          */
2547         move_lock_page_cgroup(head_pc, &flags);
2548
2549         tail_pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2550         smp_wmb(); /* see __commit_charge() */
2551         if (PageCgroupAcctLRU(head_pc)) {
2552                 enum lru_list lru;
2553                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
2554
2555                 /*
2556                  * LRU flags cannot be copied because we need to add tail
2557                  *.page to LRU by generic call and our hook will be called.
2558                  * We hold lru_lock, then, reduce counter directly.
2559                  */
2560                 lru = page_lru(head);
2561                 mz = page_cgroup_zoneinfo(head_pc->mem_cgroup, head);
2562                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1;
2563         }
2564         tail_pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2565         move_unlock_page_cgroup(head_pc, &flags);
2566 }
2567 #endif
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
2597         VM_BUG_ON(from == to);
2598         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2599         /*
2600          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2601          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2602          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2603          * hold it.
2604          */
2605         ret = -EBUSY;
2606         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2607                 goto out;
2608
2609         lock_page_cgroup(pc);
2610
2611         ret = -EINVAL;
2612         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2613                 goto unlock;
2614
2615         move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
2616
2617         if (PageCgroupFileMapped(pc)) {
2618                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2619                 preempt_disable();
2620                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2621                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2622                 preempt_enable();
2623         }
2624         mem_cgroup_charge_statistics(from, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2625         if (uncharge)
2626                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2627                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2628
2629         /* caller should have done css_get */
2630         pc->mem_cgroup = to;
2631         mem_cgroup_charge_statistics(to, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2632         /*
2633          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2634          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2635          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2636          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2637          * status here.
2638          */
2639         move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2640         ret = 0;
2641 unlock:
2642         unlock_page_cgroup(pc);
2643         /*
2644          * check events
2645          */
2646         memcg_check_events(to, page);
2647         memcg_check_events(from, page);
2648 out:
2649         return ret;
2650 }
2651
2652 /*
2653  * move charges to its parent.
2654  */
2655
2656 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2657                                   struct page_cgroup *pc,
2658                                   struct mem_cgroup *child,
2659                                   gfp_t gfp_mask)
2660 {
2661         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2662         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2663         struct mem_cgroup *parent;
2664         unsigned int nr_pages;
2665         unsigned long uninitialized_var(flags);
2666         int ret;
2667
2668         /* Is ROOT ? */
2669         if (!pcg)
2670                 return -EINVAL;
2671
2672         ret = -EBUSY;
2673         if (!get_page_unless_zero(page))
2674                 goto out;
2675         if (isolate_lru_page(page))
2676                 goto put;
2677
2678         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2679
2680         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2681         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2682         if (ret || !parent)
2683                 goto put_back;
2684
2685         if (nr_pages > 1)
2686                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2687
2688         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2689         if (ret)
2690                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2691
2692         if (nr_pages > 1)
2693                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2694 put_back:
2695         putback_lru_page(page);
2696 put:
2697         put_page(page);
2698 out:
2699         return ret;
2700 }
2701
2702 /*
2703  * Charge the memory controller for page usage.
2704  * Return
2705  * 0 if the charge was successful
2706  * < 0 if the cgroup is over its limit
2707  */
2708 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2709                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2710 {
2711         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2712         unsigned int nr_pages = 1;
2713         struct page_cgroup *pc;
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         pc = lookup_page_cgroup(page);
2728         BUG_ON(!pc); /* XXX: remove this and move pc lookup into commit */
2729
2730         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &mem, oom);
2731         if (ret || !mem)
2732                 return ret;
2733
2734         __mem_cgroup_commit_charge(mem, page, nr_pages, pc, ctype);
2735         return 0;
2736 }
2737
2738 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2739                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2740 {
2741         if (mem_cgroup_disabled())
2742                 return 0;
2743         /*
2744          * If already mapped, we don't have to account.
2745          * If page cache, page->mapping has address_space.
2746          * But page->mapping may have out-of-use anon_vma pointer,
2747          * detecit it by PageAnon() check. newly-mapped-anon's page->mapping
2748          * is NULL.
2749          */
2750         if (page_mapped(page) || (page->mapping && !PageAnon(page)))
2751                 return 0;
2752         if (unlikely(!mm))
2753                 mm = &init_mm;
2754         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2755                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2756 }
2757
2758 static void
2759 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2760                                         enum charge_type ctype);
2761
2762 static void
2763 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(struct page *page, struct mem_cgroup *mem,
2764                                         enum charge_type ctype)
2765 {
2766         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2767         /*
2768          * In some case, SwapCache, FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2769          * is already on LRU. It means the page may on some other page_cgroup's
2770          * LRU. Take care of it.
2771          */
2772         mem_cgroup_lru_del_before_commit(page);
2773         __mem_cgroup_commit_charge(mem, page, 1, pc, ctype);
2774         mem_cgroup_lru_add_after_commit(page);
2775         return;
2776 }
2777
2778 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2779                                 gfp_t gfp_mask)
2780 {
2781         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2782         int ret;
2783
2784         if (mem_cgroup_disabled())
2785                 return 0;
2786         if (PageCompound(page))
2787                 return 0;
2788         /*
2789          * Corner case handling. This is called from add_to_page_cache()
2790          * in usual. But some FS (shmem) precharges this page before calling it
2791          * and call add_to_page_cache() with GFP_NOWAIT.
2792          *
2793          * For GFP_NOWAIT case, the page may be pre-charged before calling
2794          * add_to_page_cache(). (See shmem.c) check it here and avoid to call
2795          * charge twice. (It works but has to pay a bit larger cost.)
2796          * And when the page is SwapCache, it should take swap information
2797          * into account. This is under lock_page() now.
2798          */
2799         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT)) {
2800                 struct page_cgroup *pc;
2801
2802                 pc = lookup_page_cgroup(page);
2803                 if (!pc)
2804                         return 0;
2805                 lock_page_cgroup(pc);
2806                 if (PageCgroupUsed(pc)) {
2807                         unlock_page_cgroup(pc);
2808                         return 0;
2809                 }
2810                 unlock_page_cgroup(pc);
2811         }
2812
2813         if (unlikely(!mm))
2814                 mm = &init_mm;
2815
2816         if (page_is_file_cache(page)) {
2817                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, &mem, true);
2818                 if (ret || !mem)
2819                         return ret;
2820
2821                 /*
2822                  * FUSE reuses pages without going through the final
2823                  * put that would remove them from the LRU list, make
2824                  * sure that they get relinked properly.
2825                  */
2826                 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, mem,
2827                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
2828                 return ret;
2829         }
2830         /* shmem */
2831         if (PageSwapCache(page)) {
2832                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &mem);
2833                 if (!ret)
2834                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, mem,
2835                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2836         } else
2837                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2838                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2839
2840         return ret;
2841 }
2842
2843 /*
2844  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2845  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2846  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2847  * "commit()" or removed by "cancel()"
2848  */
2849 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2850                                  struct page *page,
2851                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **ptr)
2852 {
2853         struct mem_cgroup *mem;
2854         int ret;
2855
2856         *ptr = NULL;
2857
2858         if (mem_cgroup_disabled())
2859                 return 0;
2860
2861         if (!do_swap_account)
2862                 goto charge_cur_mm;
2863         /*
2864          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2865          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2866          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2867          * KSM case which does need to charge the page.
2868          */
2869         if (!PageSwapCache(page))
2870                 goto charge_cur_mm;
2871         mem = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2872         if (!mem)
2873                 goto charge_cur_mm;
2874         *ptr = mem;
2875         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, ptr, true);
2876         css_put(&mem->css);
2877         return ret;
2878 charge_cur_mm:
2879         if (unlikely(!mm))
2880                 mm = &init_mm;
2881         return __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, ptr, true);
2882 }
2883
2884 static void
2885 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2886                                         enum charge_type ctype)
2887 {
2888         if (mem_cgroup_disabled())
2889                 return;
2890         if (!ptr)
2891                 return;
2892         cgroup_exclude_rmdir(&ptr->css);
2893
2894         __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, ptr, ctype);
2895         /*
2896          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2897          * counted both as mem and swap....double count.
2898          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2899          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2900          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2901          */
2902         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2903                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2904                 unsigned short id;
2905                 struct mem_cgroup *memcg;
2906
2907                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2908                 rcu_read_lock();
2909                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2910                 if (memcg) {
2911                         /*
2912                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2913                          * calling css_tryget
2914                          */
2915                         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
2916                                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
2917                         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
2918                         mem_cgroup_put(memcg);
2919                 }
2920                 rcu_read_unlock();
2921         }
2922         /*
2923          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2924          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2925          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2926          */
2927         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&ptr->css);
2928 }
2929
2930 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr)
2931 {
2932         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, ptr,
2933                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2934 }
2935
2936 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *mem)
2937 {
2938         if (mem_cgroup_disabled())
2939                 return;
2940         if (!mem)
2941                 return;
2942         __mem_cgroup_cancel_charge(mem, 1);
2943 }
2944
2945 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *mem,
2946                                    unsigned int nr_pages,
2947                                    const enum charge_type ctype)
2948 {
2949         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2950         bool uncharge_memsw = true;
2951
2952         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2953         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2954                 uncharge_memsw = false;
2955
2956         batch = &current->memcg_batch;
2957         /*
2958          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2959          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2960          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2961          */
2962         if (!batch->memcg)
2963                 batch->memcg = mem;
2964         /*
2965          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2966          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2967          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2968          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2969          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2970          */
2971
2972         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2973                 goto direct_uncharge;
2974
2975         if (nr_pages > 1)
2976                 goto direct_uncharge;
2977
2978         /*
2979          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2980          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2981          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2982          */
2983         if (batch->memcg != mem)
2984                 goto direct_uncharge;
2985         /* remember freed charge and uncharge it later */
2986         batch->nr_pages++;
2987         if (uncharge_memsw)
2988                 batch->memsw_nr_pages++;
2989         return;
2990 direct_uncharge:
2991         res_counter_uncharge(&mem->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2992         if (uncharge_memsw)
2993                 res_counter_uncharge(&mem->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2994         if (unlikely(batch->memcg != mem))
2995                 memcg_oom_recover(mem);
2996         return;
2997 }
2998
2999 /*
3000  * uncharge if !page_mapped(page)
3001  */
3002 static struct mem_cgroup *
3003 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
3004 {
3005         struct mem_cgroup *mem = NULL;
3006         unsigned int nr_pages = 1;
3007         struct page_cgroup *pc;
3008
3009         if (mem_cgroup_disabled())
3010                 return NULL;
3011
3012         if (PageSwapCache(page))
3013                 return NULL;
3014
3015         if (PageTransHuge(page)) {
3016                 nr_pages <<= compound_order(page);
3017                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3018         }
3019         /*
3020          * Check if our page_cgroup is valid
3021          */
3022         pc = lookup_page_cgroup(page);
3023         if (unlikely(!pc || !PageCgroupUsed(pc)))
3024                 return NULL;
3025
3026         lock_page_cgroup(pc);
3027
3028         mem = pc->mem_cgroup;
3029
3030         if (!PageCgroupUsed(pc))
3031                 goto unlock_out;
3032
3033         switch (ctype) {
3034         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
3035         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3036                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3037                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
3038                         goto unlock_out;
3039                 break;
3040         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3041                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3042                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3043                                 goto unlock_out;
3044                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3045                                 goto unlock_out;
3046                 break;
3047         default:
3048                 break;
3049         }
3050
3051         mem_cgroup_charge_statistics(mem, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
3052
3053         ClearPageCgroupUsed(pc);
3054         /*
3055          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3056          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3057          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3058          * special functions.
3059          */
3060
3061         unlock_page_cgroup(pc);
3062         /*
3063          * even after unlock, we have mem->res.usage here and this memcg
3064          * will never be freed.
3065          */
3066         memcg_check_events(mem, page);
3067         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3068                 mem_cgroup_swap_statistics(mem, true);
3069                 mem_cgroup_get(mem);
3070         }
3071         if (!mem_cgroup_is_root(mem))
3072                 mem_cgroup_do_uncharge(mem, nr_pages, ctype);
3073
3074         return mem;
3075
3076 unlock_out:
3077         unlock_page_cgroup(pc);
3078         return NULL;
3079 }
3080
3081 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3082 {
3083         /* early check. */
3084         if (page_mapped(page))
3085                 return;
3086         if (page->mapping && !PageAnon(page))
3087                 return;
3088         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3089 }
3090
3091 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3092 {
3093         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3094         VM_BUG_ON(page->mapping);
3095         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3096 }
3097
3098 /*
3099  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3100  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3101  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3102  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3103  * This may be called prural(2) times in a context,
3104  */
3105
3106 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3107 {
3108         current->memcg_batch.do_batch++;
3109         /* We can do nest. */
3110         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3111                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3112                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3113                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3114         }
3115 }
3116
3117 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3118 {
3119         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3120
3121         if (!batch->do_batch)
3122                 return;
3123
3124         batch->do_batch--;
3125         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3126                 return;
3127
3128         if (!batch->memcg)
3129                 return;
3130         /*
3131          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3132          * bacause we hide charges behind us.
3133          */
3134         if (batch->nr_pages)
3135                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3136                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3137         if (batch->memsw_nr_pages)
3138                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3139                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3140         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3141         /* forget this pointer (for sanity check) */
3142         batch->memcg = NULL;
3143 }
3144
3145 #ifdef CONFIG_SWAP
3146 /*
3147  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3148  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3149  */
3150 void
3151 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3152 {
3153         struct mem_cgroup *memcg;
3154         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3155
3156         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3157                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3158
3159         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3160
3161         /*
3162          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3163          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3164          */
3165         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3166                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3167 }
3168 #endif
3169
3170 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3171 /*
3172  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3173  * uncharge "memsw" account.
3174  */
3175 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3176 {
3177         struct mem_cgroup *memcg;
3178         unsigned short id;
3179
3180         if (!do_swap_account)
3181                 return;
3182
3183         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3184         rcu_read_lock();
3185         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3186         if (memcg) {
3187                 /*
3188                  * We uncharge this because swap is freed.
3189                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3190                  */
3191                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3192                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3193                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3194                 mem_cgroup_put(memcg);
3195         }
3196         rcu_read_unlock();
3197 }
3198
3199 /**
3200  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3201  * @entry: swap entry to be moved
3202  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3203  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3204  * @need_fixup: whether we should fixup res_counters and refcounts.
3205  *
3206  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3207  * as the mem_cgroup's id of @from.
3208  *
3209  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3210  *
3211  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3212  * both res and memsw, and called css_get().
3213  */
3214 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3215                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3216 {
3217         unsigned short old_id, new_id;
3218
3219         old_id = css_id(&from->css);
3220         new_id = css_id(&to->css);
3221
3222         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3223                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3224                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3225                 /*
3226                  * This function is only called from task migration context now.
3227                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3228                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3229                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3230                  * because if the process that has been moved to @to does
3231                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3232                  */
3233                 mem_cgroup_get(to);
3234                 if (need_fixup) {
3235                         if (!mem_cgroup_is_root(from))
3236                                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
3237                         mem_cgroup_put(from);
3238                         /*
3239                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
3240                          * uncharge to->res.
3241                          */
3242                         if (!mem_cgroup_is_root(to))
3243                                 res_counter_uncharge(&to->res, PAGE_SIZE);
3244                 }
3245                 return 0;
3246         }
3247         return -EINVAL;
3248 }
3249 #else
3250 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3251                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3252 {
3253         return -EINVAL;
3254 }
3255 #endif
3256
3257 /*
3258  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3259  * page belongs to.
3260  */
3261 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3262         struct page *newpage, struct mem_cgroup **ptr, gfp_t gfp_mask)
3263 {
3264         struct mem_cgroup *mem = NULL;
3265         struct page_cgroup *pc;
3266         enum charge_type ctype;
3267         int ret = 0;
3268
3269         *ptr = NULL;
3270
3271         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3272         if (mem_cgroup_disabled())
3273                 return 0;
3274
3275         pc = lookup_page_cgroup(page);
3276         lock_page_cgroup(pc);
3277         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3278                 mem = pc->mem_cgroup;
3279                 css_get(&mem->css);
3280                 /*
3281                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3282                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3283                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3284                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3285                  * until end_migration() is called
3286                  *
3287                  * Corner Case Thinking
3288                  * A)
3289                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3290                  * while migration was ongoing.
3291                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3292                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3293                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3294                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3295                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3296                  *
3297                  * B)
3298                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3299                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3300                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3301                  * without charging it again.
3302                  *
3303                  * C)
3304                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3305                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3306                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3307                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3308                  */
3309                 if (PageAnon(page))
3310                         SetPageCgroupMigration(pc);
3311         }
3312         unlock_page_cgroup(pc);
3313         /*
3314          * If the page is not charged at this point,
3315          * we return here.
3316          */
3317         if (!mem)
3318                 return 0;
3319
3320         *ptr = mem;
3321         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, ptr, false);
3322         css_put(&mem->css);/* drop extra refcnt */
3323         if (ret || *ptr == NULL) {
3324                 if (PageAnon(page)) {
3325                         lock_page_cgroup(pc);
3326                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3327                         unlock_page_cgroup(pc);
3328                         /*
3329                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3330                          */
3331                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3332                 }
3333                 return -ENOMEM;
3334         }
3335         /*
3336          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3337          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3338          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3339          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3340          */
3341         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3342         if (PageAnon(page))
3343                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3344         else if (page_is_file_cache(page))
3345                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3346         else
3347                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3348         __mem_cgroup_commit_charge(mem, page, 1, pc, ctype);
3349         return ret;
3350 }
3351
3352 /* remove redundant charge if migration failed*/
3353 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *mem,
3354         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3355 {
3356         struct page *used, *unused;
3357         struct page_cgroup *pc;
3358
3359         if (!mem)
3360                 return;
3361         /* blocks rmdir() */
3362         cgroup_exclude_rmdir(&mem->css);
3363         if (!migration_ok) {
3364                 used = oldpage;
3365                 unused = newpage;
3366         } else {
3367                 used = newpage;
3368                 unused = oldpage;
3369         }
3370         /*
3371          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3372          * of the page goes down to zero, temporarly.
3373          * Clear the flag and check the page should be charged.
3374          */
3375         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3376         lock_page_cgroup(pc);
3377         ClearPageCgroupMigration(pc);
3378         unlock_page_cgroup(pc);
3379
3380         __mem_cgroup_uncharge_common(unused, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE);
3381
3382         /*
3383          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3384          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3385          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3386          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3387          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3388          * check. (see prepare_charge() also)
3389          */
3390         if (PageAnon(used))
3391                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3392         /*
3393          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3394          * tasks.
3395          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3396          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3397          */
3398         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&mem->css);
3399 }
3400
3401 /*
3402  * A call to try to shrink memory usage on charge failure at shmem's swapin.
3403  * Calling hierarchical_reclaim is not enough because we should update
3404  * last_oom_jiffies to prevent pagefault_out_of_memory from invoking global OOM.
3405  * Moreover considering hierarchy, we should reclaim from the mem_over_limit,
3406  * not from the memcg which this page would be charged to.
3407  * try_charge_swapin does all of these works properly.
3408  */
3409 int mem_cgroup_shmem_charge_fallback(struct page *page,
3410                             struct mm_struct *mm,
3411                             gfp_t gfp_mask)
3412 {
3413         struct mem_cgroup *mem;
3414         int ret;
3415
3416         if (mem_cgroup_disabled())
3417                 return 0;
3418
3419         ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &mem);
3420         if (!ret)
3421                 mem_cgroup_cancel_charge_swapin(mem); /* it does !mem check */
3422
3423         return ret;
3424 }
3425
3426 /*
3427  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3428  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3429  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3430  */
3431 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3432                                   struct page *newpage)
3433 {
3434         struct mem_cgroup *memcg;
3435         struct page_cgroup *pc;
3436         struct zone *zone;
3437         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3438         unsigned long flags;
3439
3440         if (mem_cgroup_disabled())
3441                 return;
3442
3443         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3444         /* fix accounting on old pages */
3445         lock_page_cgroup(pc);
3446         memcg = pc->mem_cgroup;
3447         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), -1);
3448         ClearPageCgroupUsed(pc);
3449         unlock_page_cgroup(pc);
3450
3451         if (PageSwapBacked(oldpage))
3452                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3453
3454         zone = page_zone(newpage);
3455         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3456         /*
3457          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3458          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3459          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3460          */
3461         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3462         if (PageLRU(newpage))
3463                 del_page_from_lru_list(zone, newpage, page_lru(newpage));
3464         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, pc, type);
3465         if (PageLRU(newpage))
3466                 add_page_to_lru_list(zone, newpage, page_lru(newpage));
3467         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3468 }
3469
3470 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3471 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3472 {
3473         struct page_cgroup *pc;
3474
3475         pc = lookup_page_cgroup(page);
3476         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3477                 return pc;
3478         return NULL;
3479 }
3480
3481 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3482 {
3483         if (mem_cgroup_disabled())
3484                 return false;
3485
3486         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3487 }
3488
3489 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3490 {
3491         struct page_cgroup *pc;
3492
3493         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3494         if (pc) {
3495                 int ret = -1;
3496                 char *path;
3497
3498                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p",
3499                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3500
3501                 path = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3502                 if (path) {
3503                         rcu_read_lock();
3504                         ret = cgroup_path(pc->mem_cgroup->css.cgroup,
3505                                                         path, PATH_MAX);
3506                         rcu_read_unlock();
3507                 }
3508
3509                 printk(KERN_CONT "(%s)\n",
3510                                 (ret < 0) ? "cannot get the path" : path);
3511                 kfree(path);
3512         }
3513 }
3514 #endif
3515
3516 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3517
3518 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3519                                 unsigned long long val)
3520 {
3521         int retry_count;
3522         u64 memswlimit, memlimit;
3523         int ret = 0;
3524         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3525         u64 curusage, oldusage;
3526         int enlarge;
3527
3528         /*
3529          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3530          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3531          * of # of children which we should visit in this loop.
3532          */
3533         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3534
3535         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3536
3537         enlarge = 0;
3538         while (retry_count) {
3539                 if (signal_pending(current)) {
3540                         ret = -EINTR;
3541                         break;
3542                 }
3543                 /*
3544                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3545                  * open coded manner. You see what this really does.
3546                  * We have to guarantee mem->res.limit < mem->memsw.limit.
3547                  */
3548                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3549                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3550                 if (memswlimit < val) {
3551                         ret = -EINVAL;
3552                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3553                         break;
3554                 }
3555
3556                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3557                 if (memlimit < val)
3558                         enlarge = 1;
3559
3560                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3561                 if (!ret) {
3562                         if (memswlimit == val)
3563                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3564                         else
3565                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3566                 }
3567                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3568
3569                 if (!ret)
3570                         break;
3571
3572                 mem_cgroup_hierarchical_reclaim(memcg, NULL, GFP_KERNEL,
3573                                                 MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK,
3574                                                 NULL);
3575                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3576                 /* Usage is reduced ? */
3577                 if (curusage >= oldusage)
3578                         retry_count--;
3579                 else
3580                         oldusage = curusage;
3581         }
3582         if (!ret && enlarge)
3583                 memcg_oom_recover(memcg);
3584
3585         return ret;
3586 }
3587
3588 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3589                                         unsigned long long val)
3590 {
3591         int retry_count;
3592         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3593         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3594         int ret = -EBUSY;
3595         int enlarge = 0;
3596
3597         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3598         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3599         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3600         while (retry_count) {
3601                 if (signal_pending(current)) {
3602                         ret = -EINTR;
3603                         break;
3604                 }
3605                 /*
3606                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3607                  * open coded manner. You see what this really does.
3608                  * We have to guarantee mem->res.limit < mem->memsw.limit.
3609                  */
3610                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3611                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3612                 if (memlimit > val) {
3613                         ret = -EINVAL;
3614                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3615                         break;
3616                 }
3617                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3618                 if (memswlimit < val)
3619                         enlarge = 1;
3620                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3621                 if (!ret) {
3622                         if (memlimit == val)
3623                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3624                         else
3625                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3626                 }
3627                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3628
3629                 if (!ret)
3630                         break;
3631
3632                 mem_cgroup_hierarchical_reclaim(memcg, NULL, GFP_KERNEL,
3633                                                 MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3634                                                 MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK,
3635                                                 NULL);
3636                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3637                 /* Usage is reduced ? */
3638                 if (curusage >= oldusage)
3639                         retry_count--;
3640                 else
3641                         oldusage = curusage;
3642         }
3643         if (!ret && enlarge)
3644                 memcg_oom_recover(memcg);
3645         return ret;
3646 }
3647
3648 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3649                                             gfp_t gfp_mask,
3650                                             unsigned long *total_scanned)
3651 {
3652         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3653         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3654         unsigned long reclaimed;
3655         int loop = 0;
3656         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3657         unsigned long long excess;
3658         unsigned long nr_scanned;
3659
3660         if (order > 0)
3661                 return 0;
3662
3663         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3664         /*
3665          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3666          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3667          * pressure
3668          */
3669         do {
3670                 if (next_mz)
3671                         mz = next_mz;
3672                 else
3673                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3674                 if (!mz)
3675                         break;
3676
3677                 nr_scanned = 0;
3678                 reclaimed = mem_cgroup_hierarchical_reclaim(mz->mem, zone,
3679                                                 gfp_mask,
3680                                                 MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT,
3681                                                 &nr_scanned);
3682                 nr_reclaimed += reclaimed;
3683                 *total_scanned += nr_scanned;
3684                 spin_lock(&mctz->lock);
3685
3686                 /*
3687                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3688                  * it is time to move on to the next cgroup
3689                  */
3690                 next_mz = NULL;
3691                 if (!reclaimed) {
3692                         do {
3693                                 /*
3694                                  * Loop until we find yet another one.
3695                                  *
3696                                  * By the time we get the soft_limit lock
3697                                  * again, someone might have aded the
3698                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3699                                  * make sure we get a different mem.
3700                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3701                                  * NULL if no other cgroup is present on
3702                                  * the tree
3703                                  */
3704                                 next_mz =
3705                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3706                                 if (next_mz == mz)
3707                                         css_put(&next_mz->mem->css);
3708                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3709                                         break;
3710                         } while (1);
3711                 }
3712                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
3713                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res);
3714                 /*
3715                  * One school of thought says that we should not add
3716                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3717                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3718                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3719                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3720                  * term TODO.
3721                  */
3722                 /* If excess == 0, no tree ops */
3723                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->mem, mz, mctz, excess);
3724                 spin_unlock(&mctz->lock);
3725                 css_put(&mz->mem->css);
3726                 loop++;
3727                 /*
3728                  * Could not reclaim anything and there are no more
3729                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3730                  * reclaiming anything.
3731                  */
3732                 if (!nr_reclaimed &&
3733                         (next_mz == NULL ||
3734                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3735                         break;
3736         } while (!nr_reclaimed);
3737         if (next_mz)
3738                 css_put(&next_mz->mem->css);
3739         return nr_reclaimed;
3740 }
3741
3742 /*
3743  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3744  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3745  */
3746 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *mem,
3747                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3748 {
3749         struct zone *zone;
3750         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3751         struct page_cgroup *pc, *busy;
3752         unsigned long flags, loop;
3753         struct list_head *list;
3754         int ret = 0;
3755
3756         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3757         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, node, zid);
3758         list = &mz->lists[lru];
3759
3760         loop = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru);
3761         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3762         loop += 256;
3763         busy = NULL;
3764         while (loop--) {
3765                 struct page *page;
3766
3767                 ret = 0;
3768                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3769                 if (list_empty(list)) {
3770                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3771                         break;
3772                 }
3773                 pc = list_entry(list->prev, struct page_cgroup, lru);
3774                 if (busy == pc) {
3775                         list_move(&pc->lru, list);
3776                         busy = NULL;
3777                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3778                         continue;
3779                 }
3780                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3781
3782                 page = lookup_cgroup_page(pc);
3783
3784                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, mem, GFP_KERNEL);
3785                 if (ret == -ENOMEM)
3786                         break;
3787
3788                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3789                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3790                         busy = pc;
3791                         cond_resched();
3792                 } else
3793                         busy = NULL;
3794         }
3795
3796         if (!ret && !list_empty(list))
3797                 return -EBUSY;
3798         return ret;
3799 }
3800
3801 /*
3802  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3803  * This enables deleting this mem_cgroup.
3804  */
3805 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *mem, bool free_all)
3806 {
3807         int ret;
3808         int node, zid, shrink;
3809         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3810         struct cgroup *cgrp = mem->css.cgroup;
3811
3812         css_get(&mem->css);
3813
3814         shrink = 0;
3815         /* should free all ? */
3816         if (free_all)
3817                 goto try_to_free;
3818 move_account:
3819         do {
3820                 ret = -EBUSY;
3821                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3822                         goto out;
3823                 ret = -EINTR;
3824                 if (signal_pending(current))
3825                         goto out;
3826                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3827                 lru_add_drain_all();
3828                 drain_all_stock_sync();
3829                 ret = 0;
3830                 mem_cgroup_start_move(mem);
3831                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3832                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3833                                 enum lru_list l;
3834                                 for_each_lru(l) {
3835                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(mem,
3836                                                         node, zid, l);
3837                                         if (ret)
3838                                                 break;
3839                                 }
3840                         }
3841                         if (ret)
3842                                 break;
3843                 }
3844                 mem_cgroup_end_move(mem);
3845                 memcg_oom_recover(mem);
3846                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3847                 if (ret == -ENOMEM)
3848                         goto try_to_free;
3849                 cond_resched();
3850         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3851         } while (mem->res.usage > 0 || ret);
3852 out:
3853         css_put(&mem->css);
3854         return ret;
3855
3856 try_to_free:
3857         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3858         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3859                 ret = -EBUSY;
3860                 goto out;
3861         }
3862         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3863         lru_add_drain_all();
3864         /* try to free all pages in this cgroup */
3865         shrink = 1;
3866         while (nr_retries && mem->res.usage > 0) {
3867                 int progress;
3868
3869                 if (signal_pending(current)) {
3870                         ret = -EINTR;
3871                         goto out;
3872                 }
3873                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem, GFP_KERNEL,
3874                                                 false, get_swappiness(mem));
3875                 if (!progress) {
3876                         nr_retries--;
3877                         /* maybe some writeback is necessary */
3878                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3879                 }
3880
3881         }
3882         lru_add_drain();
3883         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3884         goto move_account;
3885 }
3886
3887 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3888 {
3889         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3890 }
3891
3892
3893 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3894 {
3895         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3896 }
3897
3898 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3899                                         u64 val)
3900 {
3901         int retval = 0;
3902         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
3903         struct cgroup *parent = cont->parent;
3904         struct mem_cgroup *parent_mem = NULL;
3905
3906         if (parent)
3907                 parent_mem = mem_cgroup_from_cont(parent);
3908
3909         cgroup_lock();
3910         /*
3911          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3912          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3913          * occur, provided the current cgroup has no children.
3914          *
3915          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3916          * set if there are no children.
3917          */
3918         if ((!parent_mem || !parent_mem->use_hierarchy) &&
3919                                 (val == 1 || val == 0)) {
3920                 if (list_empty(&cont->children))
3921                         mem->use_hierarchy = val;
3922                 else
3923                         retval = -EBUSY;
3924         } else
3925                 retval = -EINVAL;
3926         cgroup_unlock();
3927
3928         return retval;
3929 }
3930
3931
3932 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *mem,
3933                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3934 {
3935         struct mem_cgroup *iter;
3936         long val = 0;
3937
3938         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3939         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
3940                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3941
3942         if (val < 0) /* race ? */
3943                 val = 0;
3944         return val;
3945 }
3946
3947 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *mem, bool swap)
3948 {
3949         u64 val;
3950
3951         if (!mem_cgroup_is_root(mem)) {
3952                 if (!swap)
3953                         return res_counter_read_u64(&mem->res, RES_USAGE);
3954                 else
3955                         return res_counter_read_u64(&mem->memsw, RES_USAGE);
3956         }
3957
3958         val = mem_cgroup_recursive_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3959         val += mem_cgroup_recursive_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3960
3961         if (swap)
3962                 val += mem_cgroup_recursive_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3963
3964         return val << PAGE_SHIFT;
3965 }
3966
3967 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3968 {
3969         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
3970         u64 val;
3971         int type, name;
3972
3973         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3974         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3975         switch (type) {
3976         case _MEM:
3977                 if (name == RES_USAGE)
3978                         val = mem_cgroup_usage(mem, false);
3979                 else
3980                         val = res_counter_read_u64(&mem->res, name);
3981                 break;
3982         case _MEMSWAP:
3983                 if (name == RES_USAGE)
3984                         val = mem_cgroup_usage(mem, true);
3985                 else
3986                         val = res_counter_read_u64(&mem->memsw, name);
3987                 break;
3988         default:
3989                 BUG();
3990                 break;
3991         }
3992         return val;
3993 }
3994 /*
3995  * The user of this function is...
3996  * RES_LIMIT.
3997  */
3998 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3999                             const char *buffer)
4000 {
4001         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4002         int type, name;
4003         unsigned long long val;
4004         int ret;
4005
4006         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4007         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4008         switch (name) {
4009         case RES_LIMIT:
4010                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4011                         ret = -EINVAL;
4012                         break;
4013                 }
4014                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
4015                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4016                 if (ret)
4017                         break;
4018                 if (type == _MEM)
4019                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
4020                 else
4021                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
4022                 break;
4023         case RES_SOFT_LIMIT:
4024                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4025                 if (ret)
4026                         break;
4027                 /*
4028                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
4029                  * of semantics, for now, we support soft limits for
4030                  * control without swap
4031                  */
4032                 if (type == _MEM)
4033                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
4034                 else
4035                         ret = -EINVAL;
4036                 break;
4037         default:
4038                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4039                 break;
4040         }
4041         return ret;
4042 }
4043
4044 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4045                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4046 {
4047         struct cgroup *cgroup;
4048         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4049
4050         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4051         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4052         cgroup = memcg->css.cgroup;
4053         if (!memcg->use_hierarchy)
4054                 goto out;
4055
4056         while (cgroup->parent) {
4057                 cgroup = cgroup->parent;
4058                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
4059                 if (!memcg->use_hierarchy)
4060                         break;
4061                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4062                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4063                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4064                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4065         }
4066 out:
4067         *mem_limit = min_limit;
4068         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4069         return;
4070 }
4071
4072 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4073 {
4074         struct mem_cgroup *mem;
4075         int type, name;
4076
4077         mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
4078         type = MEMFILE_TYPE(event);
4079         name = MEMFILE_ATTR(event);
4080         switch (name) {
4081         case RES_MAX_USAGE:
4082                 if (type == _MEM)
4083                         res_counter_reset_max(&mem->res);
4084                 else
4085                         res_counter_reset_max(&mem->memsw);
4086                 break;
4087         case RES_FAILCNT:
4088                 if (type == _MEM)
4089                         res_counter_reset_failcnt(&mem->res);
4090                 else
4091                         res_counter_reset_failcnt(&mem->memsw);
4092                 break;
4093         }
4094
4095         return 0;
4096 }
4097
4098 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4099                                         struct cftype *cft)
4100 {
4101         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4102 }
4103
4104 #ifdef CONFIG_MMU
4105 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4106                                         struct cftype *cft, u64 val)
4107 {
4108         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4109
4110         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4111                 return -EINVAL;
4112         /*
4113          * We check this value several times in both in can_attach() and
4114          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4115          * inconsistent.
4116          */
4117         cgroup_lock();
4118         mem->move_charge_at_immigrate = val;
4119         cgroup_unlock();
4120
4121         return 0;
4122 }
4123 #else
4124 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4125                                         struct cftype *cft, u64 val)
4126 {
4127         return -ENOSYS;
4128 }
4129 #endif
4130
4131
4132 /* For read statistics */
4133 enum {
4134         MCS_CACHE,
4135         MCS_RSS,
4136         MCS_FILE_MAPPED,
4137         MCS_PGPGIN,
4138         MCS_PGPGOUT,
4139         MCS_SWAP,
4140         MCS_PGFAULT,
4141         MCS_PGMAJFAULT,
4142         MCS_INACTIVE_ANON,
4143         MCS_ACTIVE_ANON,
4144         MCS_INACTIVE_FILE,
4145         MCS_ACTIVE_FILE,
4146         MCS_UNEVICTABLE,
4147         NR_MCS_STAT,
4148 };
4149
4150 struct mcs_total_stat {
4151         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4152 };
4153
4154 struct {
4155         char *local_name;
4156         char *total_name;
4157 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4158         {"cache", "total_cache"},
4159         {"rss", "total_rss"},
4160         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4161         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4162         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4163         {"swap", "total_swap"},
4164         {"pgfault", "total_pgfault"},
4165         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4166         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4167         {"active_anon", "total_active_anon"},
4168         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4169         {"active_file", "total_active_file"},
4170         {"unevictable", "total_unevictable"}
4171 };
4172
4173
4174 static void
4175 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *mem, struct mcs_total_stat *s)
4176 {
4177         s64 val;
4178
4179         /* per cpu stat */
4180         val = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4181         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4182         val = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4183         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4184         val = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4185         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4186         val = mem_cgroup_read_events(mem, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4187         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4188         val = mem_cgroup_read_events(mem, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4189         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4190         if (do_swap_account) {
4191                 val = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4192                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4193         }
4194         val = mem_cgroup_read_events(mem, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4195         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4196         val = mem_cgroup_read_events(mem, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4197         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4198
4199         /* per zone stat */
4200         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_INACTIVE_ANON);
4201         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4202         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_ACTIVE_ANON);
4203         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4204         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_INACTIVE_FILE);
4205         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4206         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_ACTIVE_FILE);
4207         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4208         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_UNEVICTABLE);
4209         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4210 }
4211
4212 static void
4213 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *mem, struct mcs_total_stat *s)
4214 {
4215         struct mem_cgroup *iter;
4216
4217         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
4218                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4219 }
4220
4221 #ifdef CONFIG_NUMA
4222 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4223 {
4224         int nid;
4225         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4226         unsigned long node_nr;
4227         struct cgroup *cont = m->private;
4228         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4229
4230         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont);
4231         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4232         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4233                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid);
4234                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4235         }
4236         seq_putc(m, '\n');
4237
4238         file_nr = mem_cgroup_nr_file_lru_pages(mem_cont);
4239         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4240         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4241                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_file_lru_pages(mem_cont, nid);
4242                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4243         }
4244         seq_putc(m, '\n');
4245
4246         anon_nr = mem_cgroup_nr_anon_lru_pages(mem_cont);
4247         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4248         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4249                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_anon_lru_pages(mem_cont, nid);
4250                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4251         }
4252         seq_putc(m, '\n');
4253
4254         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_unevictable_lru_pages(mem_cont);
4255         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4256         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4257                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_unevictable_lru_pages(mem_cont,
4258                                                                         nid);
4259                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4260         }
4261         seq_putc(m, '\n');
4262         return 0;
4263 }
4264 #endif /* CONFIG_NUMA */
4265
4266 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4267                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4268 {
4269         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4270         struct mcs_total_stat mystat;
4271         int i;
4272
4273         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4274         mem_cgroup_get_local_stat(mem_cont, &mystat);
4275
4276
4277         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4278                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4279                         continue;
4280                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4281         }
4282
4283         /* Hierarchical information */
4284         {
4285                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4286                 memcg_get_hierarchical_limit(mem_cont, &limit, &memsw_limit);
4287                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4288                 if (do_swap_account)
4289                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4290         }
4291
4292         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4293         mem_cgroup_get_total_stat(mem_cont, &mystat);
4294         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4295                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4296                         continue;
4297                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4298         }
4299
4300 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4301         cb->fill(cb, "inactive_ratio", calc_inactive_ratio(mem_cont, NULL));
4302
4303         {
4304                 int nid, zid;
4305                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4306                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4307                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4308
4309                 for_each_online_node(nid)
4310                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4311                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
4312
4313                                 recent_rotated[0] +=
4314                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
4315                                 recent_rotated[1] +=
4316                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
4317                                 recent_scanned[0] +=
4318                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
4319                                 recent_scanned[1] +=
4320                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
4321                         }
4322                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4323                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4324                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4325                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4326         }
4327 #endif
4328
4329         return 0;
4330 }
4331
4332 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4333 {
4334         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4335
4336         return get_swappiness(memcg);
4337 }
4338
4339 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4340                                        u64 val)
4341 {
4342         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4343         struct mem_cgroup *parent;
4344
4345         if (val > 100)
4346                 return -EINVAL;
4347
4348         if (cgrp->parent == NULL)
4349                 return -EINVAL;
4350
4351         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4352
4353         cgroup_lock();
4354
4355         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4356         if ((parent->use_hierarchy) ||
4357             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4358                 cgroup_unlock();
4359                 return -EINVAL;
4360         }
4361
4362         memcg->swappiness = val;
4363
4364         cgroup_unlock();
4365
4366         return 0;
4367 }
4368
4369 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4370 {
4371         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4372         u64 usage;
4373         int i;
4374
4375         rcu_read_lock();
4376         if (!swap)
4377                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4378         else
4379                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4380
4381         if (!t)
4382                 goto unlock;
4383
4384         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4385
4386         /*
4387          * current_threshold points to threshold just below usage.
4388          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4389          * call of __mem_cgroup_threshold().
4390          */
4391         i = t->current_threshold;
4392
4393         /*
4394          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4395          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4396          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4397          * only one element of the array here.
4398          */
4399         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4400                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4401
4402         /* i = current_threshold + 1 */
4403         i++;
4404
4405         /*
4406          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4407          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4408          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4409          * only one element of the array here.
4410          */
4411         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4412                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4413
4414         /* Update current_threshold */
4415         t->current_threshold = i - 1;
4416 unlock:
4417         rcu_read_unlock();
4418 }
4419
4420 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4421 {
4422         while (memcg) {
4423                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4424                 if (do_swap_account)
4425                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4426
4427                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4428         }
4429 }
4430
4431 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4432 {
4433         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4434         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4435
4436         return _a->threshold - _b->threshold;
4437 }
4438
4439 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *mem)
4440 {
4441         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4442
4443         list_for_each_entry(ev, &mem->oom_notify, list)
4444                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4445         return 0;
4446 }
4447
4448 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *mem)
4449 {
4450         struct mem_cgroup *iter;
4451
4452         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
4453                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4454 }
4455
4456 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4457         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4458 {
4459         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4460         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4461         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4462         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4463         u64 threshold, usage;
4464         int i, size, ret;
4465
4466         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4467         if (ret)
4468                 return ret;
4469
4470         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4471
4472         if (type == _MEM)
4473                 thresholds = &memcg->thresholds;
4474         else if (type == _MEMSWAP)
4475                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4476         else
4477                 BUG();
4478
4479         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4480
4481         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4482         if (thresholds->primary)
4483                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4484
4485         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4486
4487         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4488         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4489                         GFP_KERNEL);
4490         if (!new) {
4491                 ret = -ENOMEM;
4492                 goto unlock;
4493         }
4494         new->size = size;
4495
4496         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4497         if (thresholds->primary) {
4498                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4499                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4500         }
4501
4502         /* Add new threshold */
4503         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4504         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4505
4506         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4507         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4508                         compare_thresholds, NULL);
4509
4510         /* Find current threshold */
4511         new->current_threshold = -1;
4512         for (i = 0; i < size; i++) {
4513                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4514                         /*
4515                          * new->current_threshold will not be used until
4516                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4517                          * it here.
4518                          */
4519                         ++new->current_threshold;
4520                 }
4521         }
4522
4523         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4524         kfree(thresholds->spare);
4525         thresholds->spare = thresholds->primary;
4526
4527         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4528
4529         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4530         synchronize_rcu();
4531
4532 unlock:
4533         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4534
4535         return ret;
4536 }
4537
4538 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4539         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4540 {
4541         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4542         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4543         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4544         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4545         u64 usage;
4546         int i, j, size;
4547
4548         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4549         if (type == _MEM)
4550                 thresholds = &memcg->thresholds;
4551         else if (type == _MEMSWAP)
4552                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4553         else
4554                 BUG();
4555
4556         /*
4557          * Something went wrong if we trying to unregister a threshold
4558          * if we don't have thresholds
4559          */
4560         BUG_ON(!thresholds);
4561
4562         if (!thresholds->primary)
4563                 goto unlock;
4564
4565         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4566
4567         /* Check if a threshold crossed before removing */
4568         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4569
4570         /* Calculate new number of threshold */
4571         size = 0;
4572         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4573                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4574                         size++;
4575         }
4576
4577         new = thresholds->spare;
4578
4579         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4580         if (!size) {
4581                 kfree(new);
4582                 new = NULL;
4583                 goto swap_buffers;
4584         }
4585
4586         new->size = size;
4587
4588         /* Copy thresholds and find current threshold */
4589         new->current_threshold = -1;
4590         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4591                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4592                         continue;
4593
4594                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4595                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4596                         /*
4597                          * new->current_threshold will not be used
4598                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4599                          * it here.
4600                          */
4601                         ++new->current_threshold;
4602                 }
4603                 j++;
4604         }
4605
4606 swap_buffers:
4607         /* Swap primary and spare array */
4608         thresholds->spare = thresholds->primary;
4609         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4610         if (!new) {
4611                 kfree(thresholds->spare);
4612                 thresholds->spare = NULL;
4613         }
4614
4615         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4616
4617         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4618         synchronize_rcu();
4619 unlock:
4620         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4621 }
4622
4623 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4624         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4625 {
4626         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4627         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4628         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4629
4630         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4631         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4632         if (!event)
4633                 return -ENOMEM;
4634
4635         mutex_lock(&memcg_oom_mutex);
4636
4637         event->eventfd = eventfd;
4638         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4639
4640         /* already in OOM ? */
4641         if (atomic_read(&memcg->oom_lock))
4642                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4643         mutex_unlock(&memcg_oom_mutex);
4644
4645         return 0;
4646 }
4647
4648 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4649         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4650 {
4651         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4652         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4653         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4654
4655         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4656
4657         mutex_lock(&memcg_oom_mutex);
4658
4659         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &mem->oom_notify, list) {
4660                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4661                         list_del(&ev->list);
4662                         kfree(ev);
4663                 }
4664         }
4665
4666         mutex_unlock(&memcg_oom_mutex);
4667 }
4668
4669 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4670         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4671 {
4672         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4673
4674         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", mem->oom_kill_disable);
4675
4676         if (atomic_read(&mem->oom_lock))
4677                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4678         else
4679                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4680         return 0;
4681 }
4682
4683 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4684         struct cftype *cft, u64 val)
4685 {
4686         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4687         struct mem_cgroup *parent;
4688
4689         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4690         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4691                 return -EINVAL;
4692
4693         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4694
4695         cgroup_lock();
4696         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4697         if ((parent->use_hierarchy) ||
4698             (mem->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4699                 cgroup_unlock();
4700                 return -EINVAL;
4701         }
4702         mem->oom_kill_disable = val;
4703         if (!val)
4704                 memcg_oom_recover(mem);
4705         cgroup_unlock();
4706         return 0;
4707 }
4708
4709 #ifdef CONFIG_NUMA
4710 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4711         .read = seq_read,
4712         .llseek = seq_lseek,
4713         .release = single_release,
4714 };
4715
4716 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4717 {
4718         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4719
4720         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4721         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4722 }
4723 #endif /* CONFIG_NUMA */
4724
4725 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4726         {
4727                 .name = "usage_in_bytes",
4728                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4729                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4730                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4731                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4732         },
4733         {
4734                 .name = "max_usage_in_bytes",
4735                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4736                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4737                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4738         },
4739         {
4740                 .name = "limit_in_bytes",
4741                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4742                 .write_string = mem_cgroup_write,
4743                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4744         },
4745         {
4746                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4747                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4748                 .write_string = mem_cgroup_write,
4749                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4750         },
4751         {
4752                 .name = "failcnt",
4753                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4754                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4755                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4756         },
4757         {
4758                 .name = "stat",
4759                 .read_map = mem_control_stat_show,
4760         },
4761         {
4762                 .name = "force_empty",
4763                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4764         },
4765         {
4766                 .name = "use_hierarchy",
4767                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4768                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4769         },
4770         {
4771                 .name = "swappiness",
4772                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4773                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4774         },
4775         {
4776                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4777                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4778                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4779         },
4780         {
4781                 .name = "oom_control",
4782                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4783                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4784                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4785                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4786                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4787         },
4788 #ifdef CONFIG_NUMA
4789         {
4790                 .name = "numa_stat",
4791                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4792                 .mode = S_IRUGO,
4793         },
4794 #endif
4795 };
4796
4797 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4798 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4799         {
4800                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4801                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4802                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4803                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4804                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4805         },
4806         {
4807                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4808                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4809                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4810                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4811         },
4812         {
4813                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4814                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4815                 .write_string = mem_cgroup_write,
4816                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4817         },
4818         {
4819                 .name = "memsw.failcnt",
4820                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4821                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4822                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4823         },
4824 };
4825
4826 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4827 {
4828         if (!do_swap_account)
4829                 return 0;
4830         return cgroup_add_files(cont, ss, memsw_cgroup_files,
4831                                 ARRAY_SIZE(memsw_cgroup_files));
4832 };
4833 #else
4834 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4835 {
4836         return 0;
4837 }
4838 #endif
4839
4840 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
4841 {
4842         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4843         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4844         enum lru_list l;
4845         int zone, tmp = node;
4846         /*
4847          * This routine is called against possible nodes.
4848          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4849          *
4850          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4851          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4852          *       function.
4853          */
4854         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4855                 tmp = -1;
4856         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4857         if (!pn)
4858                 return 1;
4859
4860         mem->info.nodeinfo[node] = pn;
4861         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4862                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4863                 for_each_lru(l)
4864                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lists[l]);
4865                 mz->usage_in_excess = 0;
4866                 mz->on_tree = false;
4867                 mz->mem = mem;
4868         }
4869         return 0;
4870 }
4871
4872 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
4873 {
4874         kfree(mem->info.nodeinfo[node]);
4875 }
4876
4877 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4878 {
4879         struct mem_cgroup *mem;
4880         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4881
4882         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4883         if (size < PAGE_SIZE)
4884                 mem = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4885         else
4886                 mem = vzalloc(size);
4887
4888         if (!mem)
4889                 return NULL;
4890
4891         mem->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4892         if (!mem->stat)
4893                 goto out_free;
4894         spin_lock_init(&mem->pcp_counter_lock);
4895         return mem;
4896
4897 out_free:
4898         if (size < PAGE_SIZE)
4899                 kfree(mem);
4900         else
4901                 vfree(mem);
4902         return NULL;
4903 }
4904
4905 /*
4906  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4907  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4908  *
4909  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4910  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4911  * it goes down to 0.
4912  *
4913  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4914  */
4915
4916 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *mem)
4917 {
4918         int node;
4919
4920         mem_cgroup_remove_from_trees(mem);
4921         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &mem->css);
4922
4923         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
4924                 free_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node);
4925
4926         free_percpu(mem->stat);
4927         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4928                 kfree(mem);
4929         else
4930                 vfree(mem);
4931 }
4932
4933 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *mem)
4934 {
4935         atomic_inc(&mem->refcnt);
4936 }
4937
4938 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *mem, int count)
4939 {
4940         if (atomic_sub_and_test(count, &mem->refcnt)) {
4941                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(mem);
4942                 __mem_cgroup_free(mem);
4943                 if (parent)
4944                         mem_cgroup_put(parent);
4945         }
4946 }
4947
4948 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *mem)
4949 {
4950         __mem_cgroup_put(mem, 1);
4951 }
4952
4953 /*
4954  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4955  */
4956 static struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *mem)
4957 {
4958         if (!mem->res.parent)
4959                 return NULL;
4960         return mem_cgroup_from_res_counter(mem->res.parent, res);
4961 }
4962
4963 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4964 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4965 {
4966         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4967                 do_swap_account = 1;
4968 }
4969 #else
4970 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4971 {
4972 }
4973 #endif
4974
4975 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4976 {
4977         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4978         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4979         int tmp, node, zone;
4980
4981         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
4982                 tmp = node;
4983                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4984                         tmp = -1;
4985                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4986                 if (!rtpn)
4987                         return 1;
4988
4989                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4990
4991                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4992                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4993                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4994                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4995                 }
4996         }
4997         return 0;
4998 }
4999
5000 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5001 mem_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
5002 {
5003         struct mem_cgroup *mem, *parent;
5004         long error = -ENOMEM;
5005         int node;
5006
5007         mem = mem_cgroup_alloc();
5008         if (!mem)
5009                 return ERR_PTR(error);
5010
5011         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
5012                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node))
5013                         goto free_out;
5014
5015         /* root ? */
5016         if (cont->parent == NULL) {
5017                 int cpu;
5018                 enable_swap_cgroup();
5019                 parent = NULL;
5020                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
5021                         goto free_out;
5022                 root_mem_cgroup = mem;
5023                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5024                         struct memcg_stock_pcp *stock =
5025                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
5026                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
5027                 }
5028                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5029         } else {
5030                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
5031                 mem->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5032                 mem->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5033         }
5034
5035         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5036                 res_counter_init(&mem->res, &parent->res);
5037                 res_counter_init(&mem->memsw, &parent->memsw);
5038                 /*
5039                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
5040                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
5041                  * This refcnt will be decremented when freeing this
5042                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
5043                  */
5044                 mem_cgroup_get(parent);
5045         } else {
5046                 res_counter_init(&mem->res, NULL);
5047                 res_counter_init(&mem->memsw, NULL);
5048         }
5049         mem->last_scanned_child = 0;
5050         mem->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5051         INIT_LIST_HEAD(&mem->oom_notify);
5052
5053         if (parent)
5054                 mem->swappiness = get_swappiness(parent);
5055         atomic_set(&mem->refcnt, 1);
5056         mem->move_charge_at_immigrate = 0;
5057         mutex_init(&mem->thresholds_lock);
5058         return &mem->css;
5059 free_out:
5060         __mem_cgroup_free(mem);
5061         return ERR_PTR(error);
5062 }
5063
5064 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
5065                                         struct cgroup *cont)
5066 {
5067         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
5068
5069         return mem_cgroup_force_empty(mem, false);
5070 }
5071
5072 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
5073                                 struct cgroup *cont)
5074 {
5075         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
5076
5077         mem_cgroup_put(mem);
5078 }
5079
5080 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
5081                                 struct cgroup *cont)
5082 {
5083         int ret;
5084
5085         ret = cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
5086                                 ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
5087
5088         if (!ret)
5089                 ret = register_memsw_files(cont, ss);
5090         return ret;
5091 }
5092
5093 #ifdef CONFIG_MMU
5094 /* Handlers for move charge at task migration. */
5095 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5096 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5097 {
5098         int ret = 0;
5099         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5100         struct mem_cgroup *mem = mc.to;
5101
5102         if (mem_cgroup_is_root(mem)) {
5103                 mc.precharge += count;
5104                 /* we don't need css_get for root */
5105                 return ret;
5106         }
5107         /* try to charge at once */
5108         if (count > 1) {
5109                 struct res_counter *dummy;
5110                 /*
5111                  * "mem" cannot be under rmdir() because we've already checked
5112                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5113                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5114                  * css_get().
5115                  */
5116                 if (res_counter_charge(&mem->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5117                         goto one_by_one;
5118                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&mem->memsw,
5119                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5120                         res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE * count);
5121                         goto one_by_one;
5122                 }
5123                 mc.precharge += count;
5124                 return ret;
5125         }
5126 one_by_one:
5127         /* fall back to one by one charge */
5128         while (count--) {
5129                 if (signal_pending(current)) {
5130                         ret = -EINTR;
5131                         break;
5132                 }
5133                 if (!batch_count--) {
5134                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5135                         cond_resched();
5136                 }
5137                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, GFP_KERNEL, 1, &mem, false);
5138                 if (ret || !mem)
5139                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5140                         return -ENOMEM;
5141                 mc.precharge++;
5142         }
5143         return ret;
5144 }
5145
5146 /**
5147  * is_target_pte_for_mc - check a pte whether it is valid for move charge
5148  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5149  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5150  * @ptent: the pte to be checked
5151  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5152  *
5153  * Returns
5154  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5155  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5156  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5157  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5158  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5159  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5160  *     in target->ent.
5161  *
5162  * Called with pte lock held.
5163  */
5164 union mc_target {
5165         struct page     *page;
5166         swp_entry_t     ent;
5167 };
5168
5169 enum mc_target_type {
5170         MC_TARGET_NONE, /* not used */
5171         MC_TARGET_PAGE,
5172         MC_TARGET_SWAP,
5173 };
5174
5175 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5176                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5177 {
5178         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5179
5180         if (!page || !page_mapped(page))
5181                 return NULL;
5182         if (PageAnon(page)) {
5183                 /* we don't move shared anon */
5184                 if (!move_anon() || page_mapcount(page) > 2)
5185                         return NULL;
5186         } else if (!move_file())
5187                 /* we ignore mapcount for file pages */
5188                 return NULL;
5189         if (!get_page_unless_zero(page))
5190                 return NULL;
5191
5192         return page;
5193 }
5194
5195 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5196                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5197 {
5198         int usage_count;
5199         struct page *page = NULL;
5200         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5201
5202         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5203                 return NULL;
5204         usage_count = mem_cgroup_count_swap_user(ent, &page);
5205         if (usage_count > 1) { /* we don't move shared anon */
5206                 if (page)
5207                         put_page(page);
5208                 return NULL;
5209         }
5210         if (do_swap_account)
5211                 entry->val = ent.val;
5212
5213         return page;
5214 }
5215
5216 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5217                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5218 {
5219         struct page *page = NULL;
5220         struct inode *inode;
5221         struct address_space *mapping;
5222         pgoff_t pgoff;
5223
5224         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5225                 return NULL;
5226         if (!move_file())
5227                 return NULL;
5228
5229         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5230         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5231         if (pte_none(ptent))
5232                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5233         else /* pte_file(ptent) is true */
5234                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5235
5236         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5237         if (!mapping_cap_swap_backed(mapping)) { /* normal file */
5238                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5239         } else { /* shmem/tmpfs file. we should take account of swap too. */
5240                 swp_entry_t ent;
5241                 mem_cgroup_get_shmem_target(inode, pgoff, &page, &ent);
5242                 if (do_swap_account)
5243                         entry->val = ent.val;
5244         }
5245
5246         return page;
5247 }
5248
5249 static int is_target_pte_for_mc(struct vm_area_struct *vma,
5250                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5251 {
5252         struct page *page = NULL;
5253         struct page_cgroup *pc;
5254         int ret = 0;
5255         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5256
5257         if (pte_present(ptent))
5258                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5259         else if (is_swap_pte(ptent))
5260                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5261         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5262                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5263
5264         if (!page && !ent.val)
5265                 return 0;
5266         if (page) {
5267                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5268                 /*
5269                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5270                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5271                  * the lock.
5272                  */
5273                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5274                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5275                         if (target)
5276                                 target->page = page;
5277                 }
5278                 if (!ret || !target)
5279                         put_page(page);
5280         }
5281         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5282         if (ent.val && !ret &&
5283                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup(ent)) {
5284                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5285                 if (target)
5286                         target->ent = ent;
5287         }
5288         return ret;
5289 }
5290
5291 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5292                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5293                                         struct mm_walk *walk)
5294 {
5295         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5296         pte_t *pte;
5297         spinlock_t *ptl;
5298
5299         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5300         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5301                 return 0;
5302
5303         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5304         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5305                 if (is_target_pte_for_mc(vma, addr, *pte, NULL))
5306                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5307         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5308         cond_resched();
5309
5310         return 0;
5311 }
5312
5313 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5314 {
5315         unsigned long precharge;
5316         struct vm_area_struct *vma;
5317
5318         down_read(&mm->mmap_sem);
5319         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5320                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5321                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5322                         .mm = mm,
5323                         .private = vma,
5324                 };
5325                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5326                         continue;
5327                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5328                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5329         }
5330         up_read(&mm->mmap_sem);
5331
5332         precharge = mc.precharge;
5333         mc.precharge = 0;
5334
5335         return precharge;
5336 }
5337
5338 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5339 {
5340         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5341
5342         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5343         mc.moving_task = current;
5344         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5345 }
5346
5347 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5348 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5349 {
5350         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5351         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5352
5353         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5354         if (mc.precharge) {
5355                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5356                 mc.precharge = 0;
5357         }
5358         /*
5359          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5360          * we must uncharge here.
5361          */
5362         if (mc.moved_charge) {
5363                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5364                 mc.moved_charge = 0;
5365         }
5366         /* we must fixup refcnts and charges */
5367         if (mc.moved_swap) {
5368                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5369                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5370                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5371                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5372                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5373
5374                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5375                         /*
5376                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5377                          * uncharge to->res.
5378                          */
5379                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5380                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5381                 }
5382                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5383                 mc.moved_swap = 0;
5384         }
5385         memcg_oom_recover(from);
5386         memcg_oom_recover(to);
5387         wake_up_all(&mc.waitq);
5388 }
5389
5390 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5391 {
5392         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5393
5394         /*
5395          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5396          * task migration.
5397          */
5398         mc.moving_task = NULL;
5399         __mem_cgroup_clear_mc();
5400         spin_lock(&mc.lock);
5401         mc.from = NULL;
5402         mc.to = NULL;
5403         spin_unlock(&mc.lock);
5404         mem_cgroup_end_move(from);
5405 }
5406
5407 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5408                                 struct cgroup *cgroup,
5409                                 struct task_struct *p)
5410 {
5411         int ret = 0;
5412         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5413
5414         if (mem->move_charge_at_immigrate) {
5415                 struct mm_struct *mm;
5416                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5417
5418                 VM_BUG_ON(from == mem);
5419
5420                 mm = get_task_mm(p);
5421                 if (!mm)
5422                         return 0;
5423                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5424                 if (mm->owner == p) {
5425                         VM_BUG_ON(mc.from);
5426                         VM_BUG_ON(mc.to);
5427                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5428                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5429                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5430                         mem_cgroup_start_move(from);
5431                         spin_lock(&mc.lock);
5432                         mc.from = from;
5433                         mc.to = mem;
5434                         spin_unlock(&mc.lock);
5435                         /* We set mc.moving_task later */
5436
5437                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5438                         if (ret)
5439                                 mem_cgroup_clear_mc();
5440                 }
5441                 mmput(mm);
5442         }
5443         return ret;
5444 }
5445
5446 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5447                                 struct cgroup *cgroup,
5448                                 struct task_struct *p)
5449 {
5450         mem_cgroup_clear_mc();
5451 }
5452
5453 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5454                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5455                                 struct mm_walk *walk)
5456 {
5457         int ret = 0;
5458         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5459         pte_t *pte;
5460         spinlock_t *ptl;
5461
5462         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5463         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5464                 return 0;
5465 retry:
5466         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5467         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5468                 pte_t ptent = *(pte++);
5469                 union mc_target target;
5470                 int type;
5471                 struct page *page;
5472                 struct page_cgroup *pc;
5473                 swp_entry_t ent;
5474
5475                 if (!mc.precharge)
5476                         break;
5477
5478                 type = is_target_pte_for_mc(vma, addr, ptent, &target);
5479                 switch (type) {
5480                 case MC_TARGET_PAGE:
5481                         page = target.page;
5482                         if (isolate_lru_page(page))
5483                                 goto put;
5484                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5485                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5486                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5487                                 mc.precharge--;
5488                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5489                                 mc.moved_charge++;
5490                         }
5491                         putback_lru_page(page);
5492 put:                    /* is_target_pte_for_mc() gets the page */
5493                         put_page(page);
5494                         break;
5495                 case MC_TARGET_SWAP:
5496                         ent = target.ent;
5497                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent,
5498                                                 mc.from, mc.to, false)) {
5499                                 mc.precharge--;
5500                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5501                                 mc.moved_swap++;
5502                         }
5503                         break;
5504                 default:
5505                         break;
5506                 }
5507         }
5508         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5509         cond_resched();
5510
5511         if (addr != end) {
5512                 /*
5513                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5514                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5515                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5516                  * phase.
5517                  */
5518                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5519                 if (!ret)
5520                         goto retry;
5521         }
5522
5523         return ret;
5524 }
5525
5526 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5527 {
5528         struct vm_area_struct *vma;
5529
5530         lru_add_drain_all();
5531 retry:
5532         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5533                 /*
5534                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5535                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5536                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5537                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5538                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5539                  */
5540                 __mem_cgroup_clear_mc();
5541                 cond_resched();
5542                 goto retry;
5543         }
5544         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5545                 int ret;
5546                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5547                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5548                         .mm = mm,
5549                         .private = vma,
5550                 };
5551                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5552                         continue;
5553                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5554                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5555                 if (ret)
5556                         /*
5557                          * means we have consumed all precharges and failed in
5558                          * doing additional charge. Just abandon here.
5559                          */
5560                         break;
5561         }
5562         up_read(&mm->mmap_sem);
5563 }
5564
5565 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5566                                 struct cgroup *cont,
5567                                 struct cgroup *old_cont,
5568                                 struct task_struct *p)
5569 {
5570         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5571
5572         if (mm) {
5573                 if (mc.to)
5574                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5575                 put_swap_token(mm);
5576                 mmput(mm);
5577         }
5578         if (mc.to)
5579                 mem_cgroup_clear_mc();
5580 }
5581 #else   /* !CONFIG_MMU */
5582 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5583                                 struct cgroup *cgroup,
5584                                 struct task_struct *p)
5585 {
5586         return 0;
5587 }
5588 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5589                                 struct cgroup *cgroup,
5590                                 struct task_struct *p)
5591 {
5592 }
5593 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5594                                 struct cgroup *cont,
5595                                 struct cgroup *old_cont,
5596                                 struct task_struct *p)
5597 {
5598 }
5599 #endif
5600
5601 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5602         .name = "memory",
5603         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5604         .create = mem_cgroup_create,
5605         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5606         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5607         .populate = mem_cgroup_populate,
5608         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5609         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5610         .attach = mem_cgroup_move_task,
5611         .early_init = 0,
5612         .use_id = 1,
5613 };
5614
5615 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5616 static int __init enable_swap_account(char *s)
5617 {
5618         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5619         if (!strcmp(s, "1"))
5620                 really_do_swap_account = 1;
5621         else if (!strcmp(s, "0"))
5622                 really_do_swap_account = 0;
5623         return 1;
5624 }
5625 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5626
5627 #endif