]> rtime.felk.cvut.cz Git - can-eth-gw-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
thp, vmstat: implement HZP_ALLOC and HZP_ALLOC_FAILED events
[can-eth-gw-linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/mutex.h>
38 #include <linux/rbtree.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/ip.h>
55 #include <net/tcp_memcontrol.h>
56
57 #include <asm/uaccess.h>
58
59 #include <trace/events/vmscan.h>
60
61 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
62 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
63 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
64
65 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
66 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
67 int do_swap_account __read_mostly;
68
69 /* for remember boot option*/
70 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
71 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
72 #else
73 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
74 #endif
75
76 #else
77 #define do_swap_account         0
78 #endif
79
80
81 /*
82  * Statistics for memory cgroup.
83  */
84 enum mem_cgroup_stat_index {
85         /*
86          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
87          */
88         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
89         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
90         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
91         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
92         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
93 };
94
95 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
96         "cache",
97         "rss",
98         "mapped_file",
99         "swap",
100 };
101
102 enum mem_cgroup_events_index {
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
106         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
107         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
108 };
109
110 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
111         "pgpgin",
112         "pgpgout",
113         "pgfault",
114         "pgmajfault",
115 };
116
117 /*
118  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
119  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
120  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
121  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
122  */
123 enum mem_cgroup_events_target {
124         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
125         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
126         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
127         MEM_CGROUP_NTARGETS,
128 };
129 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
130 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
131 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
132
133 struct mem_cgroup_stat_cpu {
134         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
135         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
136         unsigned long nr_page_events;
137         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
138 };
139
140 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
141         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
142         int position;
143         /* scan generation, increased every round-trip */
144         unsigned int generation;
145 };
146
147 /*
148  * per-zone information in memory controller.
149  */
150 struct mem_cgroup_per_zone {
151         struct lruvec           lruvec;
152         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
153
154         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
155
156         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
157         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
158                                                 /* the soft limit is exceeded*/
159         bool                    on_tree;
160         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
161                                                 /* use container_of        */
162 };
163
164 struct mem_cgroup_per_node {
165         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
166 };
167
168 struct mem_cgroup_lru_info {
169         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
170 };
171
172 /*
173  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
174  * their hierarchy representation
175  */
176
177 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
178         struct rb_root rb_root;
179         spinlock_t lock;
180 };
181
182 struct mem_cgroup_tree_per_node {
183         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
184 };
185
186 struct mem_cgroup_tree {
187         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
188 };
189
190 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
191
192 struct mem_cgroup_threshold {
193         struct eventfd_ctx *eventfd;
194         u64 threshold;
195 };
196
197 /* For threshold */
198 struct mem_cgroup_threshold_ary {
199         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
200         int current_threshold;
201         /* Size of entries[] */
202         unsigned int size;
203         /* Array of thresholds */
204         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
205 };
206
207 struct mem_cgroup_thresholds {
208         /* Primary thresholds array */
209         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
210         /*
211          * Spare threshold array.
212          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
213          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
214          */
215         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
216 };
217
218 /* for OOM */
219 struct mem_cgroup_eventfd_list {
220         struct list_head list;
221         struct eventfd_ctx *eventfd;
222 };
223
224 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
225 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
226
227 /*
228  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
229  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
230  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
231  * to help the administrator determine what knobs to tune.
232  *
233  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
234  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
235  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
236  * a feature that will be implemented much later in the future.
237  */
238 struct mem_cgroup {
239         struct cgroup_subsys_state css;
240         /*
241          * the counter to account for memory usage
242          */
243         struct res_counter res;
244
245         union {
246                 /*
247                  * the counter to account for mem+swap usage.
248                  */
249                 struct res_counter memsw;
250
251                 /*
252                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
253                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
254                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
255                  * in a union with the res field, but res plays a much
256                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
257                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
258                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
259                  */
260                 struct rcu_head rcu_freeing;
261                 /*
262                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
263                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
264                  */
265                 struct work_struct work_freeing;
266         };
267
268         /*
269          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
270          * per zone LRU lists.
271          */
272         struct mem_cgroup_lru_info info;
273         int last_scanned_node;
274 #if MAX_NUMNODES > 1
275         nodemask_t      scan_nodes;
276         atomic_t        numainfo_events;
277         atomic_t        numainfo_updating;
278 #endif
279         /*
280          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
281          */
282         bool use_hierarchy;
283
284         bool            oom_lock;
285         atomic_t        under_oom;
286
287         atomic_t        refcnt;
288
289         int     swappiness;
290         /* OOM-Killer disable */
291         int             oom_kill_disable;
292
293         /* set when res.limit == memsw.limit */
294         bool            memsw_is_minimum;
295
296         /* protect arrays of thresholds */
297         struct mutex thresholds_lock;
298
299         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
300         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
301
302         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
303         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
304
305         /* For oom notifier event fd */
306         struct list_head oom_notify;
307
308         /*
309          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
310          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
311          */
312         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
313         /*
314          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
315          */
316         atomic_t        moving_account;
317         /* taken only while moving_account > 0 */
318         spinlock_t      move_lock;
319         /*
320          * percpu counter.
321          */
322         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
323         /*
324          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
325          * See mem_cgroup_read_stat().
326          */
327         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
328         spinlock_t pcp_counter_lock;
329
330 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
331         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
332 #endif
333 };
334
335 /* Stuffs for move charges at task migration. */
336 /*
337  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
338  * left-shifted bitmap of these types.
339  */
340 enum move_type {
341         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
342         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
343         NR_MOVE_TYPE,
344 };
345
346 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
347 static struct move_charge_struct {
348         spinlock_t        lock; /* for from, to */
349         struct mem_cgroup *from;
350         struct mem_cgroup *to;
351         unsigned long precharge;
352         unsigned long moved_charge;
353         unsigned long moved_swap;
354         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
355         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
356 } mc = {
357         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
358         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
359 };
360
361 static bool move_anon(void)
362 {
363         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
364                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
365 }
366
367 static bool move_file(void)
368 {
369         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
370                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
371 }
372
373 /*
374  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
375  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
376  */
377 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
378 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
379
380 enum charge_type {
381         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
382         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
383         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
384         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
385         NR_CHARGE_TYPE,
386 };
387
388 /* for encoding cft->private value on file */
389 #define _MEM                    (0)
390 #define _MEMSWAP                (1)
391 #define _OOM_TYPE               (2)
392 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
393 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
394 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
395 /* Used for OOM nofiier */
396 #define OOM_CONTROL             (0)
397
398 /*
399  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
400  */
401 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
402 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
403 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
404 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
405
406 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
407 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
408
409 static inline
410 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
411 {
412         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
413 }
414
415 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
416 {
417         return (memcg == root_mem_cgroup);
418 }
419
420 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
421 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
422
423 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
424 {
425         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
426                 struct mem_cgroup *memcg;
427                 struct cg_proto *cg_proto;
428
429                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
430
431                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
432                  * filled. It won't however, necessarily happen from
433                  * process context. So the test for root memcg given
434                  * the current task's memcg won't help us in this case.
435                  *
436                  * Respecting the original socket's memcg is a better
437                  * decision in this case.
438                  */
439                 if (sk->sk_cgrp) {
440                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
441                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
442                         return;
443                 }
444
445                 rcu_read_lock();
446                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
447                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
448                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
449                         mem_cgroup_get(memcg);
450                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
451                 }
452                 rcu_read_unlock();
453         }
454 }
455 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
456
457 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
458 {
459         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
460                 struct mem_cgroup *memcg;
461                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
462                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
463                 mem_cgroup_put(memcg);
464         }
465 }
466
467 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
468 {
469         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
470                 return NULL;
471
472         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
473 }
474 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
475
476 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
477 {
478         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
479                 return;
480         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
481 }
482 #else
483 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
484 {
485 }
486 #endif
487
488 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
489
490 static struct mem_cgroup_per_zone *
491 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
492 {
493         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
494 }
495
496 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
497 {
498         return &memcg->css;
499 }
500
501 static struct mem_cgroup_per_zone *
502 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
503 {
504         int nid = page_to_nid(page);
505         int zid = page_zonenum(page);
506
507         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
508 }
509
510 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
511 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
512 {
513         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
514 }
515
516 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
517 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
518 {
519         int nid = page_to_nid(page);
520         int zid = page_zonenum(page);
521
522         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
523 }
524
525 static void
526 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
527                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
528                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
529                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
530 {
531         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
532         struct rb_node *parent = NULL;
533         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
534
535         if (mz->on_tree)
536                 return;
537
538         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
539         if (!mz->usage_in_excess)
540                 return;
541         while (*p) {
542                 parent = *p;
543                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
544                                         tree_node);
545                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
546                         p = &(*p)->rb_left;
547                 /*
548                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
549                  * limit by the same amount
550                  */
551                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
552                         p = &(*p)->rb_right;
553         }
554         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
555         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
556         mz->on_tree = true;
557 }
558
559 static void
560 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
561                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
562                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
563 {
564         if (!mz->on_tree)
565                 return;
566         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
567         mz->on_tree = false;
568 }
569
570 static void
571 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
572                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
573                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
574 {
575         spin_lock(&mctz->lock);
576         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
577         spin_unlock(&mctz->lock);
578 }
579
580
581 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
582 {
583         unsigned long long excess;
584         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
585         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
586         int nid = page_to_nid(page);
587         int zid = page_zonenum(page);
588         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
589
590         /*
591          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
592          * because their event counter is not touched.
593          */
594         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
595                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
596                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
597                 /*
598                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
599                  * mem is over its softlimit.
600                  */
601                 if (excess || mz->on_tree) {
602                         spin_lock(&mctz->lock);
603                         /* if on-tree, remove it */
604                         if (mz->on_tree)
605                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
606                         /*
607                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
608                          * If excess is 0, no tree ops.
609                          */
610                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
611                         spin_unlock(&mctz->lock);
612                 }
613         }
614 }
615
616 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
617 {
618         int node, zone;
619         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
620         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
621
622         for_each_node(node) {
623                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
624                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
625                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
626                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
627                 }
628         }
629 }
630
631 static struct mem_cgroup_per_zone *
632 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
633 {
634         struct rb_node *rightmost = NULL;
635         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
636
637 retry:
638         mz = NULL;
639         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
640         if (!rightmost)
641                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
642
643         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
644         /*
645          * Remove the node now but someone else can add it back,
646          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
647          * position in the tree.
648          */
649         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
650         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
651                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
652                 goto retry;
653 done:
654         return mz;
655 }
656
657 static struct mem_cgroup_per_zone *
658 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
659 {
660         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
661
662         spin_lock(&mctz->lock);
663         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
664         spin_unlock(&mctz->lock);
665         return mz;
666 }
667
668 /*
669  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
670  *
671  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
672  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
673  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
674  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
675  *
676  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
677  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
678  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
679  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
680  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
681  *
682  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
683  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
684  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
685  * implemented.
686  */
687 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
688                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
689 {
690         long val = 0;
691         int cpu;
692
693         get_online_cpus();
694         for_each_online_cpu(cpu)
695                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
696 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
697         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
698         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
699         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
700 #endif
701         put_online_cpus();
702         return val;
703 }
704
705 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
706                                          bool charge)
707 {
708         int val = (charge) ? 1 : -1;
709         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
710 }
711
712 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
713                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
714 {
715         unsigned long val = 0;
716         int cpu;
717
718         for_each_online_cpu(cpu)
719                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
720 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
721         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
722         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
723         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
724 #endif
725         return val;
726 }
727
728 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
729                                          bool anon, int nr_pages)
730 {
731         preempt_disable();
732
733         /*
734          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
735          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
736          */
737         if (anon)
738                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
739                                 nr_pages);
740         else
741                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
742                                 nr_pages);
743
744         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
745         if (nr_pages > 0)
746                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
747         else {
748                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
749                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
750         }
751
752         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
753
754         preempt_enable();
755 }
756
757 unsigned long
758 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
759 {
760         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
761
762         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
763         return mz->lru_size[lru];
764 }
765
766 static unsigned long
767 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
768                         unsigned int lru_mask)
769 {
770         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
771         enum lru_list lru;
772         unsigned long ret = 0;
773
774         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
775
776         for_each_lru(lru) {
777                 if (BIT(lru) & lru_mask)
778                         ret += mz->lru_size[lru];
779         }
780         return ret;
781 }
782
783 static unsigned long
784 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
785                         int nid, unsigned int lru_mask)
786 {
787         u64 total = 0;
788         int zid;
789
790         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
791                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
792                                                 nid, zid, lru_mask);
793
794         return total;
795 }
796
797 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
798                         unsigned int lru_mask)
799 {
800         int nid;
801         u64 total = 0;
802
803         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
804                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
805         return total;
806 }
807
808 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
809                                        enum mem_cgroup_events_target target)
810 {
811         unsigned long val, next;
812
813         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
814         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
815         /* from time_after() in jiffies.h */
816         if ((long)next - (long)val < 0) {
817                 switch (target) {
818                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
819                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
820                         break;
821                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
822                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
823                         break;
824                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
825                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
826                         break;
827                 default:
828                         break;
829                 }
830                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
831                 return true;
832         }
833         return false;
834 }
835
836 /*
837  * Check events in order.
838  *
839  */
840 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
841 {
842         preempt_disable();
843         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
844         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
845                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
846                 bool do_softlimit;
847                 bool do_numainfo __maybe_unused;
848
849                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
850                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
851 #if MAX_NUMNODES > 1
852                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
853                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
854 #endif
855                 preempt_enable();
856
857                 mem_cgroup_threshold(memcg);
858                 if (unlikely(do_softlimit))
859                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
860 #if MAX_NUMNODES > 1
861                 if (unlikely(do_numainfo))
862                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
863 #endif
864         } else
865                 preempt_enable();
866 }
867
868 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
869 {
870         return mem_cgroup_from_css(
871                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
872 }
873
874 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
875 {
876         /*
877          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
878          * if it races with swapoff, page migration, etc.
879          * So this can be called with p == NULL.
880          */
881         if (unlikely(!p))
882                 return NULL;
883
884         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
885 }
886
887 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
888 {
889         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
890
891         if (!mm)
892                 return NULL;
893         /*
894          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
895          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
896          * pessimistic (rather than adding locks here).
897          */
898         rcu_read_lock();
899         do {
900                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
901                 if (unlikely(!memcg))
902                         break;
903         } while (!css_tryget(&memcg->css));
904         rcu_read_unlock();
905         return memcg;
906 }
907
908 /**
909  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
910  * @root: hierarchy root
911  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
912  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
913  *
914  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
915  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
916  *
917  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
918  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
919  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
920  *
921  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
922  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
923  * reclaimers operating on the same zone and priority.
924  */
925 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
926                                    struct mem_cgroup *prev,
927                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
928 {
929         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
930         int id = 0;
931
932         if (mem_cgroup_disabled())
933                 return NULL;
934
935         if (!root)
936                 root = root_mem_cgroup;
937
938         if (prev && !reclaim)
939                 id = css_id(&prev->css);
940
941         if (prev && prev != root)
942                 css_put(&prev->css);
943
944         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
945                 if (prev)
946                         return NULL;
947                 return root;
948         }
949
950         while (!memcg) {
951                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
952                 struct cgroup_subsys_state *css;
953
954                 if (reclaim) {
955                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
956                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
957                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
958
959                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
960                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
961                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
962                                 return NULL;
963                         id = iter->position;
964                 }
965
966                 rcu_read_lock();
967                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
968                 if (css) {
969                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
970                                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
971                 } else
972                         id = 0;
973                 rcu_read_unlock();
974
975                 if (reclaim) {
976                         iter->position = id;
977                         if (!css)
978                                 iter->generation++;
979                         else if (!prev && memcg)
980                                 reclaim->generation = iter->generation;
981                 }
982
983                 if (prev && !css)
984                         return NULL;
985         }
986         return memcg;
987 }
988
989 /**
990  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
991  * @root: hierarchy root
992  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
993  */
994 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
995                            struct mem_cgroup *prev)
996 {
997         if (!root)
998                 root = root_mem_cgroup;
999         if (prev && prev != root)
1000                 css_put(&prev->css);
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1005  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1006  * be used for reference counting.
1007  */
1008 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1009         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1010              iter != NULL;                              \
1011              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1012
1013 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1014         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1015              iter != NULL;                              \
1016              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1017
1018 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1019 {
1020         struct mem_cgroup *memcg;
1021
1022         if (!mm)
1023                 return;
1024
1025         rcu_read_lock();
1026         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1027         if (unlikely(!memcg))
1028                 goto out;
1029
1030         switch (idx) {
1031         case PGFAULT:
1032                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1033                 break;
1034         case PGMAJFAULT:
1035                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1036                 break;
1037         default:
1038                 BUG();
1039         }
1040 out:
1041         rcu_read_unlock();
1042 }
1043 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1044
1045 /**
1046  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1047  * @zone: zone of the wanted lruvec
1048  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1049  *
1050  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1051  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1052  * is disabled.
1053  */
1054 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1055                                       struct mem_cgroup *memcg)
1056 {
1057         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1058         struct lruvec *lruvec;
1059
1060         if (mem_cgroup_disabled()) {
1061                 lruvec = &zone->lruvec;
1062                 goto out;
1063         }
1064
1065         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1066         lruvec = &mz->lruvec;
1067 out:
1068         /*
1069          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1070          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1071          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1072          */
1073         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1074                 lruvec->zone = zone;
1075         return lruvec;
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1080  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1081  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1082  *
1083  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1084  * 1. charge
1085  * 2. moving account
1086  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1087  * It is added to LRU before charge.
1088  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1089  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1090  */
1091
1092 /**
1093  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1094  * @page: the page
1095  * @zone: zone of the page
1096  */
1097 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1098 {
1099         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1100         struct mem_cgroup *memcg;
1101         struct page_cgroup *pc;
1102         struct lruvec *lruvec;
1103
1104         if (mem_cgroup_disabled()) {
1105                 lruvec = &zone->lruvec;
1106                 goto out;
1107         }
1108
1109         pc = lookup_page_cgroup(page);
1110         memcg = pc->mem_cgroup;
1111
1112         /*
1113          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1114          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1115          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1116          *
1117          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1118          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1119          * of pc->mem_cgroup safe.
1120          */
1121         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1122                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1123
1124         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1125         lruvec = &mz->lruvec;
1126 out:
1127         /*
1128          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1129          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1130          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1131          */
1132         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1133                 lruvec->zone = zone;
1134         return lruvec;
1135 }
1136
1137 /**
1138  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1139  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1140  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1141  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1142  *
1143  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1144  * lru list.
1145  */
1146 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1147                                 int nr_pages)
1148 {
1149         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1150         unsigned long *lru_size;
1151
1152         if (mem_cgroup_disabled())
1153                 return;
1154
1155         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1156         lru_size = mz->lru_size + lru;
1157         *lru_size += nr_pages;
1158         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1163  * hierarchy subtree
1164  */
1165 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1166                                   struct mem_cgroup *memcg)
1167 {
1168         if (root_memcg == memcg)
1169                 return true;
1170         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1171                 return false;
1172         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1173 }
1174
1175 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1176                                        struct mem_cgroup *memcg)
1177 {
1178         bool ret;
1179
1180         rcu_read_lock();
1181         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1182         rcu_read_unlock();
1183         return ret;
1184 }
1185
1186 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1187 {
1188         int ret;
1189         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1190         struct task_struct *p;
1191
1192         p = find_lock_task_mm(task);
1193         if (p) {
1194                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1195                 task_unlock(p);
1196         } else {
1197                 /*
1198                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1199                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1200                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1201                  */
1202                 task_lock(task);
1203                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1204                 if (curr)
1205                         css_get(&curr->css);
1206                 task_unlock(task);
1207         }
1208         if (!curr)
1209                 return 0;
1210         /*
1211          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1212          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1213          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1214          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1215          */
1216         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1217         css_put(&curr->css);
1218         return ret;
1219 }
1220
1221 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1222 {
1223         unsigned long inactive_ratio;
1224         unsigned long inactive;
1225         unsigned long active;
1226         unsigned long gb;
1227
1228         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1229         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1230
1231         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1232         if (gb)
1233                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1234         else
1235                 inactive_ratio = 1;
1236
1237         return inactive * inactive_ratio < active;
1238 }
1239
1240 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1241 {
1242         unsigned long active;
1243         unsigned long inactive;
1244
1245         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1246         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1247
1248         return (active > inactive);
1249 }
1250
1251 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1252         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1253
1254 /**
1255  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1256  * @memcg: the memory cgroup
1257  *
1258  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1259  * pages.
1260  */
1261 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1262 {
1263         unsigned long long margin;
1264
1265         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1266         if (do_swap_account)
1267                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1268         return margin >> PAGE_SHIFT;
1269 }
1270
1271 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1272 {
1273         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1274
1275         /* root ? */
1276         if (cgrp->parent == NULL)
1277                 return vm_swappiness;
1278
1279         return memcg->swappiness;
1280 }
1281
1282 /*
1283  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1284  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1285  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1286  * rcu_read_lock(), like this:
1287  *
1288  *         CPU-A                                    CPU-B
1289  *                                              rcu_read_lock()
1290  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1291  *                                                   take heavy locks.
1292  *         synchronize_rcu()                    update something.
1293  *                                              rcu_read_unlock()
1294  *         start move here.
1295  */
1296
1297 /* for quick checking without looking up memcg */
1298 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1299
1300 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1301 {
1302         atomic_inc(&memcg_moving);
1303         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1304         synchronize_rcu();
1305 }
1306
1307 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1308 {
1309         /*
1310          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1311          * We check NULL in callee rather than caller.
1312          */
1313         if (memcg) {
1314                 atomic_dec(&memcg_moving);
1315                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1316         }
1317 }
1318
1319 /*
1320  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1321  *
1322  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1323  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1324  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1325  *
1326  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1327  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1328  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1329  */
1330
1331 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1332 {
1333         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1334         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1335 }
1336
1337 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1338 {
1339         struct mem_cgroup *from;
1340         struct mem_cgroup *to;
1341         bool ret = false;
1342         /*
1343          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1344          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1345          */
1346         spin_lock(&mc.lock);
1347         from = mc.from;
1348         to = mc.to;
1349         if (!from)
1350                 goto unlock;
1351
1352         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1353                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1354 unlock:
1355         spin_unlock(&mc.lock);
1356         return ret;
1357 }
1358
1359 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1360 {
1361         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1362                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1363                         DEFINE_WAIT(wait);
1364                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1365                         /* moving charge context might have finished. */
1366                         if (mc.moving_task)
1367                                 schedule();
1368                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1369                         return true;
1370                 }
1371         }
1372         return false;
1373 }
1374
1375 /*
1376  * Take this lock when
1377  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1378  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1379  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1380  */
1381 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1382                                   unsigned long *flags)
1383 {
1384         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1385 }
1386
1387 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1388                                 unsigned long *flags)
1389 {
1390         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1391 }
1392
1393 /**
1394  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1395  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1396  * @p: Task that is going to be killed
1397  *
1398  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1399  * enabled
1400  */
1401 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1402 {
1403         struct cgroup *task_cgrp;
1404         struct cgroup *mem_cgrp;
1405         /*
1406          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1407          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1408          * If this assumption is broken, revisit this code.
1409          */
1410         static char memcg_name[PATH_MAX];
1411         int ret;
1412
1413         if (!memcg || !p)
1414                 return;
1415
1416         rcu_read_lock();
1417
1418         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1419         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1420
1421         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1422         if (ret < 0) {
1423                 /*
1424                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1425                  * But we'll still print out the usage information
1426                  */
1427                 rcu_read_unlock();
1428                 goto done;
1429         }
1430         rcu_read_unlock();
1431
1432         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1433
1434         rcu_read_lock();
1435         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1436         if (ret < 0) {
1437                 rcu_read_unlock();
1438                 goto done;
1439         }
1440         rcu_read_unlock();
1441
1442         /*
1443          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1444          */
1445         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1446 done:
1447
1448         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1449                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1450                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1451                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1452         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1453                 "failcnt %llu\n",
1454                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1455                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1456                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1457 }
1458
1459 /*
1460  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1461  * 1(self count) if no children.
1462  */
1463 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1464 {
1465         int num = 0;
1466         struct mem_cgroup *iter;
1467
1468         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1469                 num++;
1470         return num;
1471 }
1472
1473 /*
1474  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1475  */
1476 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1477 {
1478         u64 limit;
1479
1480         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1481
1482         /*
1483          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1484          */
1485         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1486                 u64 memsw;
1487
1488                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1489                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1490
1491                 /*
1492                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1493                  * available to this memcg, return that limit.
1494                  */
1495                 limit = min(limit, memsw);
1496         }
1497
1498         return limit;
1499 }
1500
1501 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1502                                      int order)
1503 {
1504         struct mem_cgroup *iter;
1505         unsigned long chosen_points = 0;
1506         unsigned long totalpages;
1507         unsigned int points = 0;
1508         struct task_struct *chosen = NULL;
1509
1510         /*
1511          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1512          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1513          * its memory.
1514          */
1515         if (fatal_signal_pending(current)) {
1516                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1517                 return;
1518         }
1519
1520         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1521         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1522         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1523                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1524                 struct cgroup_iter it;
1525                 struct task_struct *task;
1526
1527                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1528                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1529                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1530                                                         false)) {
1531                         case OOM_SCAN_SELECT:
1532                                 if (chosen)
1533                                         put_task_struct(chosen);
1534                                 chosen = task;
1535                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1536                                 get_task_struct(chosen);
1537                                 /* fall through */
1538                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1539                                 continue;
1540                         case OOM_SCAN_ABORT:
1541                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1542                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1543                                 if (chosen)
1544                                         put_task_struct(chosen);
1545                                 return;
1546                         case OOM_SCAN_OK:
1547                                 break;
1548                         };
1549                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1550                         if (points > chosen_points) {
1551                                 if (chosen)
1552                                         put_task_struct(chosen);
1553                                 chosen = task;
1554                                 chosen_points = points;
1555                                 get_task_struct(chosen);
1556                         }
1557                 }
1558                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1559         }
1560
1561         if (!chosen)
1562                 return;
1563         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1564         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1565                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1566 }
1567
1568 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1569                                         gfp_t gfp_mask,
1570                                         unsigned long flags)
1571 {
1572         unsigned long total = 0;
1573         bool noswap = false;
1574         int loop;
1575
1576         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1577                 noswap = true;
1578         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1579                 noswap = true;
1580
1581         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1582                 if (loop)
1583                         drain_all_stock_async(memcg);
1584                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1585                 /*
1586                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1587                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1588                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1589                  */
1590                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1591                         break;
1592                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1593                         break;
1594                 /*
1595                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1596                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1597                  */
1598                 if (loop && !total)
1599                         break;
1600         }
1601         return total;
1602 }
1603
1604 /**
1605  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1606  * @memcg: the target memcg
1607  * @nid: the node ID to be checked.
1608  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1609  *
1610  * This function returns whether the specified memcg contains any
1611  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1612  * pages in the node.
1613  */
1614 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1615                 int nid, bool noswap)
1616 {
1617         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1618                 return true;
1619         if (noswap || !total_swap_pages)
1620                 return false;
1621         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1622                 return true;
1623         return false;
1624
1625 }
1626 #if MAX_NUMNODES > 1
1627
1628 /*
1629  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1630  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1631  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1632  *
1633  */
1634 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1635 {
1636         int nid;
1637         /*
1638          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1639          * pagein/pageout changes since the last update.
1640          */
1641         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1642                 return;
1643         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1644                 return;
1645
1646         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1647         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1648
1649         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1650
1651                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1652                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1653         }
1654
1655         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1656         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1657 }
1658
1659 /*
1660  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1661  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1662  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1663  *
1664  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1665  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1666  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1667  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1668  *
1669  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1670  */
1671 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1672 {
1673         int node;
1674
1675         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1676         node = memcg->last_scanned_node;
1677
1678         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1679         if (node == MAX_NUMNODES)
1680                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1681         /*
1682          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1683          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1684          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1685          * we use curret node.
1686          */
1687         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1688                 node = numa_node_id();
1689
1690         memcg->last_scanned_node = node;
1691         return node;
1692 }
1693
1694 /*
1695  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1696  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1697  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1698  * enough new information. We need to do double check.
1699  */
1700 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1701 {
1702         int nid;
1703
1704         /*
1705          * quick check...making use of scan_node.
1706          * We can skip unused nodes.
1707          */
1708         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1709                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1710                      nid < MAX_NUMNODES;
1711                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1712
1713                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1714                                 return true;
1715                 }
1716         }
1717         /*
1718          * Check rest of nodes.
1719          */
1720         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1721                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1722                         continue;
1723                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1724                         return true;
1725         }
1726         return false;
1727 }
1728
1729 #else
1730 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1731 {
1732         return 0;
1733 }
1734
1735 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1736 {
1737         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1738 }
1739 #endif
1740
1741 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1742                                    struct zone *zone,
1743                                    gfp_t gfp_mask,
1744                                    unsigned long *total_scanned)
1745 {
1746         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1747         int total = 0;
1748         int loop = 0;
1749         unsigned long excess;
1750         unsigned long nr_scanned;
1751         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1752                 .zone = zone,
1753                 .priority = 0,
1754         };
1755
1756         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1757
1758         while (1) {
1759                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1760                 if (!victim) {
1761                         loop++;
1762                         if (loop >= 2) {
1763                                 /*
1764                                  * If we have not been able to reclaim
1765                                  * anything, it might because there are
1766                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1767                                  */
1768                                 if (!total)
1769                                         break;
1770                                 /*
1771                                  * We want to do more targeted reclaim.
1772                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1773                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1774                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1775                                  */
1776                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1777                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1778                                         break;
1779                         }
1780                         continue;
1781                 }
1782                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1783                         continue;
1784                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1785                                                      zone, &nr_scanned);
1786                 *total_scanned += nr_scanned;
1787                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1788                         break;
1789         }
1790         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1791         return total;
1792 }
1793
1794 /*
1795  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1796  * If someone is running, return false.
1797  * Has to be called with memcg_oom_lock
1798  */
1799 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1800 {
1801         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1802
1803         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1804                 if (iter->oom_lock) {
1805                         /*
1806                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1807                          * so we cannot give a lock.
1808                          */
1809                         failed = iter;
1810                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1811                         break;
1812                 } else
1813                         iter->oom_lock = true;
1814         }
1815
1816         if (!failed)
1817                 return true;
1818
1819         /*
1820          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1821          * what we set up to the failing subtree
1822          */
1823         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1824                 if (iter == failed) {
1825                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1826                         break;
1827                 }
1828                 iter->oom_lock = false;
1829         }
1830         return false;
1831 }
1832
1833 /*
1834  * Has to be called with memcg_oom_lock
1835  */
1836 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1837 {
1838         struct mem_cgroup *iter;
1839
1840         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1841                 iter->oom_lock = false;
1842         return 0;
1843 }
1844
1845 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1846 {
1847         struct mem_cgroup *iter;
1848
1849         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1850                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1851 }
1852
1853 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1854 {
1855         struct mem_cgroup *iter;
1856
1857         /*
1858          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1859          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1860          * atomic_add_unless() here.
1861          */
1862         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1863                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1864 }
1865
1866 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1867 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1868
1869 struct oom_wait_info {
1870         struct mem_cgroup *memcg;
1871         wait_queue_t    wait;
1872 };
1873
1874 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1875         unsigned mode, int sync, void *arg)
1876 {
1877         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1878         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1879         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1880
1881         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1882         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1883
1884         /*
1885          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1886          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1887          */
1888         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1889                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1890                 return 0;
1891         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1892 }
1893
1894 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1895 {
1896         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1897         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1898 }
1899
1900 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1901 {
1902         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1903                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1904 }
1905
1906 /*
1907  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1908  */
1909 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1910                                   int order)
1911 {
1912         struct oom_wait_info owait;
1913         bool locked, need_to_kill;
1914
1915         owait.memcg = memcg;
1916         owait.wait.flags = 0;
1917         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1918         owait.wait.private = current;
1919         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1920         need_to_kill = true;
1921         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1922
1923         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1924         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1925         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1926         /*
1927          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1928          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1929          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1930          */
1931         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1932         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1933                 need_to_kill = false;
1934         if (locked)
1935                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1936         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1937
1938         if (need_to_kill) {
1939                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1940                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1941         } else {
1942                 schedule();
1943                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1944         }
1945         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1946         if (locked)
1947                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1948         memcg_wakeup_oom(memcg);
1949         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1950
1951         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1952
1953         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1954                 return false;
1955         /* Give chance to dying process */
1956         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1957         return true;
1958 }
1959
1960 /*
1961  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1962  * generalized to update other statistics as well.
1963  *
1964  * Notes: Race condition
1965  *
1966  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1967  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1968  * to do so _always_.
1969  *
1970  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1971  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1972  * are no race with "charge".
1973  *
1974  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1975  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1976  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1977  * by flags.
1978  *
1979  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1980  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1981  * If there is, we take a lock.
1982  */
1983
1984 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1985                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1986 {
1987         struct mem_cgroup *memcg;
1988         struct page_cgroup *pc;
1989
1990         pc = lookup_page_cgroup(page);
1991 again:
1992         memcg = pc->mem_cgroup;
1993         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1994                 return;
1995         /*
1996          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1997          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
1998          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1999          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2000          */
2001         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2002                 return;
2003
2004         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2005         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2006                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2007                 goto again;
2008         }
2009         *locked = true;
2010 }
2011
2012 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2013 {
2014         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2015
2016         /*
2017          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2018          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2019          * should take move_lock_mem_cgroup().
2020          */
2021         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2022 }
2023
2024 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2025                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2026 {
2027         struct mem_cgroup *memcg;
2028         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2029         unsigned long uninitialized_var(flags);
2030
2031         if (mem_cgroup_disabled())
2032                 return;
2033
2034         memcg = pc->mem_cgroup;
2035         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2036                 return;
2037
2038         switch (idx) {
2039         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2040                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2041                 break;
2042         default:
2043                 BUG();
2044         }
2045
2046         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2047 }
2048
2049 /*
2050  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2051  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2052  */
2053 #define CHARGE_BATCH    32U
2054 struct memcg_stock_pcp {
2055         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2056         unsigned int nr_pages;
2057         struct work_struct work;
2058         unsigned long flags;
2059 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2060 };
2061 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2062 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2063
2064 /*
2065  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2066  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2067  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2068  * refilled.
2069  */
2070 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2071 {
2072         struct memcg_stock_pcp *stock;
2073         bool ret = true;
2074
2075         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2076         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2077                 stock->nr_pages--;
2078         else /* need to call res_counter_charge */
2079                 ret = false;
2080         put_cpu_var(memcg_stock);
2081         return ret;
2082 }
2083
2084 /*
2085  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2086  */
2087 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2088 {
2089         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2090
2091         if (stock->nr_pages) {
2092                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2093
2094                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2095                 if (do_swap_account)
2096                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2097                 stock->nr_pages = 0;
2098         }
2099         stock->cached = NULL;
2100 }
2101
2102 /*
2103  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2104  * a thread which is pinned to local cpu.
2105  */
2106 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2107 {
2108         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2109         drain_stock(stock);
2110         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2111 }
2112
2113 /*
2114  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2115  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2116  */
2117 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2118 {
2119         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2120
2121         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2122                 drain_stock(stock);
2123                 stock->cached = memcg;
2124         }
2125         stock->nr_pages += nr_pages;
2126         put_cpu_var(memcg_stock);
2127 }
2128
2129 /*
2130  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2131  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2132  * until the work is done.
2133  */
2134 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2135 {
2136         int cpu, curcpu;
2137
2138         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2139         get_online_cpus();
2140         curcpu = get_cpu();
2141         for_each_online_cpu(cpu) {
2142                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2143                 struct mem_cgroup *memcg;
2144
2145                 memcg = stock->cached;
2146                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2147                         continue;
2148                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2149                         continue;
2150                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2151                         if (cpu == curcpu)
2152                                 drain_local_stock(&stock->work);
2153                         else
2154                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2155                 }
2156         }
2157         put_cpu();
2158
2159         if (!sync)
2160                 goto out;
2161
2162         for_each_online_cpu(cpu) {
2163                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2164                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2165                         flush_work(&stock->work);
2166         }
2167 out:
2168         put_online_cpus();
2169 }
2170
2171 /*
2172  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2173  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2174  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2175  * it.
2176  */
2177 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2178 {
2179         /*
2180          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2181          */
2182         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2183                 return;
2184         drain_all_stock(root_memcg, false);
2185         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2186 }
2187
2188 /* This is a synchronous drain interface. */
2189 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2190 {
2191         /* called when force_empty is called */
2192         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2193         drain_all_stock(root_memcg, true);
2194         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2195 }
2196
2197 /*
2198  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2199  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2200  */
2201 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2202 {
2203         int i;
2204
2205         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2206         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2207                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2208
2209                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2210                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2211         }
2212         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2213                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2214
2215                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2216                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2217         }
2218         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2219 }
2220
2221 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2222                                         unsigned long action,
2223                                         void *hcpu)
2224 {
2225         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2226         struct memcg_stock_pcp *stock;
2227         struct mem_cgroup *iter;
2228
2229         if (action == CPU_ONLINE)
2230                 return NOTIFY_OK;
2231
2232         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2233                 return NOTIFY_OK;
2234
2235         for_each_mem_cgroup(iter)
2236                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2237
2238         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2239         drain_stock(stock);
2240         return NOTIFY_OK;
2241 }
2242
2243
2244 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2245 enum {
2246         CHARGE_OK,              /* success */
2247         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2248         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2249         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2250         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2251 };
2252
2253 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2254                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2255 {
2256         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2257         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2258         struct res_counter *fail_res;
2259         unsigned long flags = 0;
2260         int ret;
2261
2262         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2263
2264         if (likely(!ret)) {
2265                 if (!do_swap_account)
2266                         return CHARGE_OK;
2267                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2268                 if (likely(!ret))
2269                         return CHARGE_OK;
2270
2271                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2272                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2273                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2274         } else
2275                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2276         /*
2277          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2278          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2279          *
2280          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2281          * single page instead.
2282          */
2283         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2284                 return CHARGE_RETRY;
2285
2286         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2287                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2288
2289         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2290         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2291                 return CHARGE_RETRY;
2292         /*
2293          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2294          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2295          * before killing the task.
2296          *
2297          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2298          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2299          * to regular pages anyway in case of failure.
2300          */
2301         if (nr_pages == 1 && ret)
2302                 return CHARGE_RETRY;
2303
2304         /*
2305          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2306          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2307          */
2308         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2309                 return CHARGE_RETRY;
2310
2311         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2312         if (!oom_check)
2313                 return CHARGE_NOMEM;
2314         /* check OOM */
2315         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2316                 return CHARGE_OOM_DIE;
2317
2318         return CHARGE_RETRY;
2319 }
2320
2321 /*
2322  * __mem_cgroup_try_charge() does
2323  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2324  * 2. update res_counter
2325  * 3. call memory reclaim if necessary.
2326  *
2327  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2328  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2329  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2330  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2331  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2332  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2333  *
2334  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2335  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2336  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2337  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2338  *
2339  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2340  * the oom-killer can be invoked.
2341  */
2342 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2343                                    gfp_t gfp_mask,
2344                                    unsigned int nr_pages,
2345                                    struct mem_cgroup **ptr,
2346                                    bool oom)
2347 {
2348         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2349         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2350         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2351         int ret;
2352
2353         /*
2354          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2355          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2356          * MEMDIE process.
2357          */
2358         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2359                      || fatal_signal_pending(current)))
2360                 goto bypass;
2361
2362         /*
2363          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2364          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2365          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2366          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2367          */
2368         if (!*ptr && !mm)
2369                 *ptr = root_mem_cgroup;
2370 again:
2371         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2372                 memcg = *ptr;
2373                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2374                         goto done;
2375                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2376                         goto done;
2377                 css_get(&memcg->css);
2378         } else {
2379                 struct task_struct *p;
2380
2381                 rcu_read_lock();
2382                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2383                 /*
2384                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2385                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2386                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2387                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2388                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2389                  * small race, here.
2390                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2391                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2392                  */
2393                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2394                 if (!memcg)
2395                         memcg = root_mem_cgroup;
2396                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2397                         rcu_read_unlock();
2398                         goto done;
2399                 }
2400                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2401                         /*
2402                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2403                          * But considering how consume_stok works, it's not
2404                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2405                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2406                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2407                          * calling consume_stock().
2408                          */
2409                         rcu_read_unlock();
2410                         goto done;
2411                 }
2412                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2413                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2414                         rcu_read_unlock();
2415                         goto again;
2416                 }
2417                 rcu_read_unlock();
2418         }
2419
2420         do {
2421                 bool oom_check;
2422
2423                 /* If killed, bypass charge */
2424                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2425                         css_put(&memcg->css);
2426                         goto bypass;
2427                 }
2428
2429                 oom_check = false;
2430                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2431                         oom_check = true;
2432                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2433                 }
2434
2435                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2436                 switch (ret) {
2437                 case CHARGE_OK:
2438                         break;
2439                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2440                         batch = nr_pages;
2441                         css_put(&memcg->css);
2442                         memcg = NULL;
2443                         goto again;
2444                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2445                         css_put(&memcg->css);
2446                         goto nomem;
2447                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2448                         if (!oom) {
2449                                 css_put(&memcg->css);
2450                                 goto nomem;
2451                         }
2452                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2453                         nr_oom_retries--;
2454                         break;
2455                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2456                         css_put(&memcg->css);
2457                         goto bypass;
2458                 }
2459         } while (ret != CHARGE_OK);
2460
2461         if (batch > nr_pages)
2462                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2463         css_put(&memcg->css);
2464 done:
2465         *ptr = memcg;
2466         return 0;
2467 nomem:
2468         *ptr = NULL;
2469         return -ENOMEM;
2470 bypass:
2471         *ptr = root_mem_cgroup;
2472         return -EINTR;
2473 }
2474
2475 /*
2476  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2477  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2478  * gotten by try_charge().
2479  */
2480 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2481                                        unsigned int nr_pages)
2482 {
2483         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2484                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2485
2486                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2487                 if (do_swap_account)
2488                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2489         }
2490 }
2491
2492 /*
2493  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2494  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2495  */
2496 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2497                                         unsigned int nr_pages)
2498 {
2499         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2500
2501         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2502                 return;
2503
2504         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2505         if (do_swap_account)
2506                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2507                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2508 }
2509
2510 /*
2511  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2512  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2513  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2514  * called against removed memcg.)
2515  */
2516 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2517 {
2518         struct cgroup_subsys_state *css;
2519
2520         /* ID 0 is unused ID */
2521         if (!id)
2522                 return NULL;
2523         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2524         if (!css)
2525                 return NULL;
2526         return mem_cgroup_from_css(css);
2527 }
2528
2529 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2530 {
2531         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2532         struct page_cgroup *pc;
2533         unsigned short id;
2534         swp_entry_t ent;
2535
2536         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2537
2538         pc = lookup_page_cgroup(page);
2539         lock_page_cgroup(pc);
2540         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2541                 memcg = pc->mem_cgroup;
2542                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2543                         memcg = NULL;
2544         } else if (PageSwapCache(page)) {
2545                 ent.val = page_private(page);
2546                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2547                 rcu_read_lock();
2548                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2549                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2550                         memcg = NULL;
2551                 rcu_read_unlock();
2552         }
2553         unlock_page_cgroup(pc);
2554         return memcg;
2555 }
2556
2557 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2558                                        struct page *page,
2559                                        unsigned int nr_pages,
2560                                        enum charge_type ctype,
2561                                        bool lrucare)
2562 {
2563         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2564         struct zone *uninitialized_var(zone);
2565         struct lruvec *lruvec;
2566         bool was_on_lru = false;
2567         bool anon;
2568
2569         lock_page_cgroup(pc);
2570         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2571         /*
2572          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2573          * accessed by any other context at this point.
2574          */
2575
2576         /*
2577          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2578          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2579          */
2580         if (lrucare) {
2581                 zone = page_zone(page);
2582                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2583                 if (PageLRU(page)) {
2584                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2585                         ClearPageLRU(page);
2586                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2587                         was_on_lru = true;
2588                 }
2589         }
2590
2591         pc->mem_cgroup = memcg;
2592         /*
2593          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2594          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2595          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2596          * before USED bit, we need memory barrier here.
2597          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2598          */
2599         smp_wmb();
2600         SetPageCgroupUsed(pc);
2601
2602         if (lrucare) {
2603                 if (was_on_lru) {
2604                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2605                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2606                         SetPageLRU(page);
2607                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2608                 }
2609                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2610         }
2611
2612         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2613                 anon = true;
2614         else
2615                 anon = false;
2616
2617         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2618         unlock_page_cgroup(pc);
2619
2620         /*
2621          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2622          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2623          * if they exceeds softlimit.
2624          */
2625         memcg_check_events(memcg, page);
2626 }
2627
2628 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2629
2630 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
2631 /*
2632  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2633  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2634  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2635  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2636  */
2637 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2638 {
2639         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2640         struct page_cgroup *pc;
2641         int i;
2642
2643         if (mem_cgroup_disabled())
2644                 return;
2645         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2646                 pc = head_pc + i;
2647                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2648                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2649                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2650         }
2651 }
2652 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2653
2654 /**
2655  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2656  * @page: the page
2657  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2658  * @pc: page_cgroup of the page.
2659  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2660  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2661  *
2662  * The caller must confirm following.
2663  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2664  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2665  *
2666  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
2667  * from old cgroup.
2668  */
2669 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2670                                    unsigned int nr_pages,
2671                                    struct page_cgroup *pc,
2672                                    struct mem_cgroup *from,
2673                                    struct mem_cgroup *to)
2674 {
2675         unsigned long flags;
2676         int ret;
2677         bool anon = PageAnon(page);
2678
2679         VM_BUG_ON(from == to);
2680         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2681         /*
2682          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2683          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2684          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2685          * hold it.
2686          */
2687         ret = -EBUSY;
2688         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2689                 goto out;
2690
2691         lock_page_cgroup(pc);
2692
2693         ret = -EINVAL;
2694         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2695                 goto unlock;
2696
2697         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2698
2699         if (!anon && page_mapped(page)) {
2700                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2701                 preempt_disable();
2702                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2703                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2704                 preempt_enable();
2705         }
2706         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2707
2708         /* caller should have done css_get */
2709         pc->mem_cgroup = to;
2710         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2711         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2712         ret = 0;
2713 unlock:
2714         unlock_page_cgroup(pc);
2715         /*
2716          * check events
2717          */
2718         memcg_check_events(to, page);
2719         memcg_check_events(from, page);
2720 out:
2721         return ret;
2722 }
2723
2724 /**
2725  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
2726  * @page: the page to move
2727  * @pc: page_cgroup of the page
2728  * @child: page's cgroup
2729  *
2730  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
2731  * parent (aka use_hierarchy==0).
2732  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
2733  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
2734  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
2735  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
2736  * on the next attempt and the call should be retried later.
2737  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
2738  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
2739  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
2740  * LRU or vanish.
2741  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
2742  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
2743  * disappear in the next attempt.
2744  */
2745 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2746                                   struct page_cgroup *pc,
2747                                   struct mem_cgroup *child)
2748 {
2749         struct mem_cgroup *parent;
2750         unsigned int nr_pages;
2751         unsigned long uninitialized_var(flags);
2752         int ret;
2753
2754         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
2755
2756         ret = -EBUSY;
2757         if (!get_page_unless_zero(page))
2758                 goto out;
2759         if (isolate_lru_page(page))
2760                 goto put;
2761
2762         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2763
2764         parent = parent_mem_cgroup(child);
2765         /*
2766          * If no parent, move charges to root cgroup.
2767          */
2768         if (!parent)
2769                 parent = root_mem_cgroup;
2770
2771         if (nr_pages > 1) {
2772                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2773                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2774         }
2775
2776         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
2777                                 pc, child, parent);
2778         if (!ret)
2779                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
2780
2781         if (nr_pages > 1)
2782                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2783         putback_lru_page(page);
2784 put:
2785         put_page(page);
2786 out:
2787         return ret;
2788 }
2789
2790 /*
2791  * Charge the memory controller for page usage.
2792  * Return
2793  * 0 if the charge was successful
2794  * < 0 if the cgroup is over its limit
2795  */
2796 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2797                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2798 {
2799         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2800         unsigned int nr_pages = 1;
2801         bool oom = true;
2802         int ret;
2803
2804         if (PageTransHuge(page)) {
2805                 nr_pages <<= compound_order(page);
2806                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2807                 /*
2808                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2809                  * fault handler will fall back to regular pages.
2810                  */
2811                 oom = false;
2812         }
2813
2814         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2815         if (ret == -ENOMEM)
2816                 return ret;
2817         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2818         return 0;
2819 }
2820
2821 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2822                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2823 {
2824         if (mem_cgroup_disabled())
2825                 return 0;
2826         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2827         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2828         VM_BUG_ON(!mm);
2829         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2830                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2831 }
2832
2833 /*
2834  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2835  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2836  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2837  * "commit()" or removed by "cancel()"
2838  */
2839 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2840                                           struct page *page,
2841                                           gfp_t mask,
2842                                           struct mem_cgroup **memcgp)
2843 {
2844         struct mem_cgroup *memcg;
2845         struct page_cgroup *pc;
2846         int ret;
2847
2848         pc = lookup_page_cgroup(page);
2849         /*
2850          * Every swap fault against a single page tries to charge the
2851          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
2852          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
2853          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
2854          * in turn serializes uncharging.
2855          */
2856         if (PageCgroupUsed(pc))
2857                 return 0;
2858         if (!do_swap_account)
2859                 goto charge_cur_mm;
2860         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2861         if (!memcg)
2862                 goto charge_cur_mm;
2863         *memcgp = memcg;
2864         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2865         css_put(&memcg->css);
2866         if (ret == -EINTR)
2867                 ret = 0;
2868         return ret;
2869 charge_cur_mm:
2870         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2871         if (ret == -EINTR)
2872                 ret = 0;
2873         return ret;
2874 }
2875
2876 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
2877                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2878 {
2879         *memcgp = NULL;
2880         if (mem_cgroup_disabled())
2881                 return 0;
2882         /*
2883          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
2884          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
2885          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
2886          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
2887          */
2888         if (!PageSwapCache(page)) {
2889                 int ret;
2890
2891                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
2892                 if (ret == -EINTR)
2893                         ret = 0;
2894                 return ret;
2895         }
2896         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
2897 }
2898
2899 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2900 {
2901         if (mem_cgroup_disabled())
2902                 return;
2903         if (!memcg)
2904                 return;
2905         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2906 }
2907
2908 static void
2909 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2910                                         enum charge_type ctype)
2911 {
2912         if (mem_cgroup_disabled())
2913                 return;
2914         if (!memcg)
2915                 return;
2916
2917         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2918         /*
2919          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2920          * counted both as mem and swap....double count.
2921          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2922          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2923          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2924          */
2925         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2926                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2927                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2928         }
2929 }
2930
2931 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2932                                      struct mem_cgroup *memcg)
2933 {
2934         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2935                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2936 }
2937
2938 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2939                                 gfp_t gfp_mask)
2940 {
2941         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2942         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2943         int ret;
2944
2945         if (mem_cgroup_disabled())
2946                 return 0;
2947         if (PageCompound(page))
2948                 return 0;
2949
2950         if (!PageSwapCache(page))
2951                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2952         else { /* page is swapcache/shmem */
2953                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
2954                                                      gfp_mask, &memcg);
2955                 if (!ret)
2956                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2957         }
2958         return ret;
2959 }
2960
2961 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2962                                    unsigned int nr_pages,
2963                                    const enum charge_type ctype)
2964 {
2965         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2966         bool uncharge_memsw = true;
2967
2968         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2969         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2970                 uncharge_memsw = false;
2971
2972         batch = &current->memcg_batch;
2973         /*
2974          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2975          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2976          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2977          */
2978         if (!batch->memcg)
2979                 batch->memcg = memcg;
2980         /*
2981          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2982          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2983          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2984          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2985          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2986          */
2987
2988         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2989                 goto direct_uncharge;
2990
2991         if (nr_pages > 1)
2992                 goto direct_uncharge;
2993
2994         /*
2995          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2996          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2997          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2998          */
2999         if (batch->memcg != memcg)
3000                 goto direct_uncharge;
3001         /* remember freed charge and uncharge it later */
3002         batch->nr_pages++;
3003         if (uncharge_memsw)
3004                 batch->memsw_nr_pages++;
3005         return;
3006 direct_uncharge:
3007         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3008         if (uncharge_memsw)
3009                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3010         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3011                 memcg_oom_recover(memcg);
3012 }
3013
3014 /*
3015  * uncharge if !page_mapped(page)
3016  */
3017 static struct mem_cgroup *
3018 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3019                              bool end_migration)
3020 {
3021         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3022         unsigned int nr_pages = 1;
3023         struct page_cgroup *pc;
3024         bool anon;
3025
3026         if (mem_cgroup_disabled())
3027                 return NULL;
3028
3029         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
3030
3031         if (PageTransHuge(page)) {
3032                 nr_pages <<= compound_order(page);
3033                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3034         }
3035         /*
3036          * Check if our page_cgroup is valid
3037          */
3038         pc = lookup_page_cgroup(page);
3039         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3040                 return NULL;
3041
3042         lock_page_cgroup(pc);
3043
3044         memcg = pc->mem_cgroup;
3045
3046         if (!PageCgroupUsed(pc))
3047                 goto unlock_out;
3048
3049         anon = PageAnon(page);
3050
3051         switch (ctype) {
3052         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3053                 /*
3054                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3055                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3056                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3057                  */
3058                 anon = true;
3059                 /* fallthrough */
3060         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3061                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3062                 if (page_mapped(page))
3063                         goto unlock_out;
3064                 /*
3065                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3066                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3067                  * unused post-migration page and so it has to call
3068                  * here with the migration bit still set.  See the
3069                  * res_counter handling below.
3070                  */
3071                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3072                         goto unlock_out;
3073                 break;
3074         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3075                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3076                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3077                                 goto unlock_out;
3078                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3079                                 goto unlock_out;
3080                 break;
3081         default:
3082                 break;
3083         }
3084
3085         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3086
3087         ClearPageCgroupUsed(pc);
3088         /*
3089          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3090          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3091          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3092          * special functions.
3093          */
3094
3095         unlock_page_cgroup(pc);
3096         /*
3097          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3098          * will never be freed.
3099          */
3100         memcg_check_events(memcg, page);
3101         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3102                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3103                 mem_cgroup_get(memcg);
3104         }
3105         /*
3106          * Migration does not charge the res_counter for the
3107          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3108          * page that is unused after the migration.
3109          */
3110         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
3111                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3112
3113         return memcg;
3114
3115 unlock_out:
3116         unlock_page_cgroup(pc);
3117         return NULL;
3118 }
3119
3120 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3121 {
3122         /* early check. */
3123         if (page_mapped(page))
3124                 return;
3125         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3126         if (PageSwapCache(page))
3127                 return;
3128         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3129 }
3130
3131 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3132 {
3133         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3134         VM_BUG_ON(page->mapping);
3135         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
3136 }
3137
3138 /*
3139  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3140  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3141  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3142  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3143  * This may be called prural(2) times in a context,
3144  */
3145
3146 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3147 {
3148         current->memcg_batch.do_batch++;
3149         /* We can do nest. */
3150         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3151                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3152                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3153                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3154         }
3155 }
3156
3157 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3158 {
3159         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3160
3161         if (!batch->do_batch)
3162                 return;
3163
3164         batch->do_batch--;
3165         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3166                 return;
3167
3168         if (!batch->memcg)
3169                 return;
3170         /*
3171          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3172          * bacause we hide charges behind us.
3173          */
3174         if (batch->nr_pages)
3175                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3176                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3177         if (batch->memsw_nr_pages)
3178                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3179                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3180         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3181         /* forget this pointer (for sanity check) */
3182         batch->memcg = NULL;
3183 }
3184
3185 #ifdef CONFIG_SWAP
3186 /*
3187  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3188  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3189  */
3190 void
3191 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3192 {
3193         struct mem_cgroup *memcg;
3194         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3195
3196         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3197                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3198
3199         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
3200
3201         /*
3202          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3203          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3204          */
3205         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3206                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3207 }
3208 #endif
3209
3210 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3211 /*
3212  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3213  * uncharge "memsw" account.
3214  */
3215 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3216 {
3217         struct mem_cgroup *memcg;
3218         unsigned short id;
3219
3220         if (!do_swap_account)
3221                 return;
3222
3223         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3224         rcu_read_lock();
3225         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3226         if (memcg) {
3227                 /*
3228                  * We uncharge this because swap is freed.
3229                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3230                  */
3231                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3232                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3233                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3234                 mem_cgroup_put(memcg);
3235         }
3236         rcu_read_unlock();
3237 }
3238
3239 /**
3240  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3241  * @entry: swap entry to be moved
3242  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3243  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3244  *
3245  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3246  * as the mem_cgroup's id of @from.
3247  *
3248  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3249  *
3250  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3251  * both res and memsw, and called css_get().
3252  */
3253 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3254                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3255 {
3256         unsigned short old_id, new_id;
3257
3258         old_id = css_id(&from->css);
3259         new_id = css_id(&to->css);
3260
3261         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3262                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3263                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3264                 /*
3265                  * This function is only called from task migration context now.
3266                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3267                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3268                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3269                  * because if the process that has been moved to @to does
3270                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3271                  */
3272                 mem_cgroup_get(to);
3273                 return 0;
3274         }
3275         return -EINVAL;
3276 }
3277 #else
3278 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3279                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3280 {
3281         return -EINVAL;
3282 }
3283 #endif
3284
3285 /*
3286  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3287  * page belongs to.
3288  */
3289 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
3290                                   struct mem_cgroup **memcgp)
3291 {
3292         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3293         struct page_cgroup *pc;
3294         enum charge_type ctype;
3295
3296         *memcgp = NULL;
3297
3298         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3299         if (mem_cgroup_disabled())
3300                 return;
3301
3302         pc = lookup_page_cgroup(page);
3303         lock_page_cgroup(pc);
3304         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3305                 memcg = pc->mem_cgroup;
3306                 css_get(&memcg->css);
3307                 /*
3308                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3309                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3310                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3311                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3312                  * until end_migration() is called
3313                  *
3314                  * Corner Case Thinking
3315                  * A)
3316                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3317                  * while migration was ongoing.
3318                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3319                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3320                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3321                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3322                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3323                  *
3324                  * B)
3325                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3326                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3327                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3328                  * without charging it again.
3329                  *
3330                  * C)
3331                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3332                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3333                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3334                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3335                  */
3336                 if (PageAnon(page))
3337                         SetPageCgroupMigration(pc);
3338         }
3339         unlock_page_cgroup(pc);
3340         /*
3341          * If the page is not charged at this point,
3342          * we return here.
3343          */
3344         if (!memcg)
3345                 return;
3346
3347         *memcgp = memcg;
3348         /*
3349          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3350          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3351          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3352          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3353          */
3354         if (PageAnon(page))
3355                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
3356         else
3357                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3358         /*
3359          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
3360          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
3361          * old one and only one page is going to be left afterwards.
3362          */
3363         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, ctype, false);
3364 }
3365
3366 /* remove redundant charge if migration failed*/
3367 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3368         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3369 {
3370         struct page *used, *unused;
3371         struct page_cgroup *pc;
3372         bool anon;
3373
3374         if (!memcg)
3375                 return;
3376
3377         if (!migration_ok) {
3378                 used = oldpage;
3379                 unused = newpage;
3380         } else {
3381                 used = newpage;
3382                 unused = oldpage;
3383         }
3384         anon = PageAnon(used);
3385         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3386                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
3387                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
3388                                      true);
3389         css_put(&memcg->css);
3390         /*
3391          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3392          * of the page goes down to zero, temporarly.
3393          * Clear the flag and check the page should be charged.
3394          */
3395         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3396         lock_page_cgroup(pc);
3397         ClearPageCgroupMigration(pc);
3398         unlock_page_cgroup(pc);
3399
3400         /*
3401          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3402          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3403          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3404          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3405          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3406          * check. (see prepare_charge() also)
3407          */
3408         if (anon)
3409                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3410 }
3411
3412 /*
3413  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3414  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3415  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3416  */
3417 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3418                                   struct page *newpage)
3419 {
3420         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3421         struct page_cgroup *pc;
3422         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3423
3424         if (mem_cgroup_disabled())
3425                 return;
3426
3427         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3428         /* fix accounting on old pages */
3429         lock_page_cgroup(pc);
3430         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3431                 memcg = pc->mem_cgroup;
3432                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3433                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3434         }
3435         unlock_page_cgroup(pc);
3436
3437         /*
3438          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3439          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3440          */
3441         if (!memcg)
3442                 return;
3443         /*
3444          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3445          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3446          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3447          */
3448         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3449 }
3450
3451 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3452 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3453 {
3454         struct page_cgroup *pc;
3455
3456         pc = lookup_page_cgroup(page);
3457         /*
3458          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3459          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3460          * or when mem_cgroup_disabled().
3461          */
3462         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3463                 return pc;
3464         return NULL;
3465 }
3466
3467 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3468 {
3469         if (mem_cgroup_disabled())
3470                 return false;
3471
3472         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3473 }
3474
3475 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3476 {
3477         struct page_cgroup *pc;
3478
3479         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3480         if (pc) {
3481                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3482                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3483         }
3484 }
3485 #endif
3486
3487 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3488
3489 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3490                                 unsigned long long val)
3491 {
3492         int retry_count;
3493         u64 memswlimit, memlimit;
3494         int ret = 0;
3495         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3496         u64 curusage, oldusage;
3497         int enlarge;
3498
3499         /*
3500          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3501          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3502          * of # of children which we should visit in this loop.
3503          */
3504         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3505
3506         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3507
3508         enlarge = 0;
3509         while (retry_count) {
3510                 if (signal_pending(current)) {
3511                         ret = -EINTR;
3512                         break;
3513                 }
3514                 /*
3515                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3516                  * open coded manner. You see what this really does.
3517                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3518                  */
3519                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3520                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3521                 if (memswlimit < val) {
3522                         ret = -EINVAL;
3523                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3524                         break;
3525                 }
3526
3527                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3528                 if (memlimit < val)
3529                         enlarge = 1;
3530
3531                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3532                 if (!ret) {
3533                         if (memswlimit == val)
3534                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3535                         else
3536                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3537                 }
3538                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3539
3540                 if (!ret)
3541                         break;
3542
3543                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3544                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3545                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3546                 /* Usage is reduced ? */
3547                 if (curusage >= oldusage)
3548                         retry_count--;
3549                 else
3550                         oldusage = curusage;
3551         }
3552         if (!ret && enlarge)
3553                 memcg_oom_recover(memcg);
3554
3555         return ret;
3556 }
3557
3558 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3559                                         unsigned long long val)
3560 {
3561         int retry_count;
3562         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3563         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3564         int ret = -EBUSY;
3565         int enlarge = 0;
3566
3567         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3568         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3569         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3570         while (retry_count) {
3571                 if (signal_pending(current)) {
3572                         ret = -EINTR;
3573                         break;
3574                 }
3575                 /*
3576                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3577                  * open coded manner. You see what this really does.
3578                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3579                  */
3580                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3581                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3582                 if (memlimit > val) {
3583                         ret = -EINVAL;
3584                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3585                         break;
3586                 }
3587                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3588                 if (memswlimit < val)
3589                         enlarge = 1;
3590                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3591                 if (!ret) {
3592                         if (memlimit == val)
3593                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3594                         else
3595                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3596                 }
3597                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3598
3599                 if (!ret)
3600                         break;
3601
3602                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3603                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3604                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3605                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3606                 /* Usage is reduced ? */
3607                 if (curusage >= oldusage)
3608                         retry_count--;
3609                 else
3610                         oldusage = curusage;
3611         }
3612         if (!ret && enlarge)
3613                 memcg_oom_recover(memcg);
3614         return ret;
3615 }
3616
3617 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3618                                             gfp_t gfp_mask,
3619                                             unsigned long *total_scanned)
3620 {
3621         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3622         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3623         unsigned long reclaimed;
3624         int loop = 0;
3625         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3626         unsigned long long excess;
3627         unsigned long nr_scanned;
3628
3629         if (order > 0)
3630                 return 0;
3631
3632         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3633         /*
3634          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3635          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3636          * pressure
3637          */
3638         do {
3639                 if (next_mz)
3640                         mz = next_mz;
3641                 else
3642                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3643                 if (!mz)
3644                         break;
3645
3646                 nr_scanned = 0;
3647                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3648                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3649                 nr_reclaimed += reclaimed;
3650                 *total_scanned += nr_scanned;
3651                 spin_lock(&mctz->lock);
3652
3653                 /*
3654                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3655                  * it is time to move on to the next cgroup
3656                  */
3657                 next_mz = NULL;
3658                 if (!reclaimed) {
3659                         do {
3660                                 /*
3661                                  * Loop until we find yet another one.
3662                                  *
3663                                  * By the time we get the soft_limit lock
3664                                  * again, someone might have aded the
3665                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3666                                  * make sure we get a different mem.
3667                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3668                                  * NULL if no other cgroup is present on
3669                                  * the tree
3670                                  */
3671                                 next_mz =
3672                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3673                                 if (next_mz == mz)
3674                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3675                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3676                                         break;
3677                         } while (1);
3678                 }
3679                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3680                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3681                 /*
3682                  * One school of thought says that we should not add
3683                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3684                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3685                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3686                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3687                  * term TODO.
3688                  */
3689                 /* If excess == 0, no tree ops */
3690                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3691                 spin_unlock(&mctz->lock);
3692                 css_put(&mz->memcg->css);
3693                 loop++;
3694                 /*
3695                  * Could not reclaim anything and there are no more
3696                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3697                  * reclaiming anything.
3698                  */
3699                 if (!nr_reclaimed &&
3700                         (next_mz == NULL ||
3701                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3702                         break;
3703         } while (!nr_reclaimed);
3704         if (next_mz)
3705                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3706         return nr_reclaimed;
3707 }
3708
3709 /**
3710  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
3711  * @memcg: group to clear
3712  * @node: NUMA node
3713  * @zid: zone id
3714  * @lru: lru to to clear
3715  *
3716  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
3717  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
3718  * group.
3719  */
3720 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3721                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3722 {
3723         struct lruvec *lruvec;
3724         unsigned long flags;
3725         struct list_head *list;
3726         struct page *busy;
3727         struct zone *zone;
3728
3729         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3730         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
3731         list = &lruvec->lists[lru];
3732
3733         busy = NULL;
3734         do {
3735                 struct page_cgroup *pc;
3736                 struct page *page;
3737
3738                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3739                 if (list_empty(list)) {
3740                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3741                         break;
3742                 }
3743                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3744                 if (busy == page) {
3745                         list_move(&page->lru, list);
3746                         busy = NULL;
3747                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3748                         continue;
3749                 }
3750                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3751
3752                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3753
3754                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
3755                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3756                         busy = page;
3757                         cond_resched();
3758                 } else
3759                         busy = NULL;
3760         } while (!list_empty(list));
3761 }
3762
3763 /*
3764  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
3765  * all the charges and pages to the parent.
3766  * This enables deleting this mem_cgroup.
3767  *
3768  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
3769  */
3770 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
3771 {
3772         int node, zid;
3773
3774         do {
3775                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3776                 lru_add_drain_all();
3777                 drain_all_stock_sync(memcg);
3778                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3779                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3780                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3781                                 enum lru_list lru;
3782                                 for_each_lru(lru) {
3783                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3784                                                         node, zid, lru);
3785                                 }
3786                         }
3787                 }
3788                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3789                 memcg_oom_recover(memcg);
3790                 cond_resched();
3791
3792                 /*
3793                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
3794                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
3795                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
3796                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
3797                  * charge before adding to the LRU.
3798                  */
3799         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0);
3800 }
3801
3802 /*
3803  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3804  * the rest to the parent.
3805  *
3806  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3807  */
3808 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3809 {
3810         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3811         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3812
3813         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3814         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3815                 return -EBUSY;
3816
3817         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3818         lru_add_drain_all();
3819         /* try to free all pages in this cgroup */
3820         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3821                 int progress;
3822
3823                 if (signal_pending(current))
3824                         return -EINTR;
3825
3826                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3827                                                 false);
3828                 if (!progress) {
3829                         nr_retries--;
3830                         /* maybe some writeback is necessary */
3831                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3832                 }
3833
3834         }
3835         lru_add_drain();
3836         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
3837
3838         return 0;
3839 }
3840
3841 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3842 {
3843         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3844         int ret;
3845
3846         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3847                 return -EINVAL;
3848         css_get(&memcg->css);
3849         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
3850         css_put(&memcg->css);
3851
3852         return ret;
3853 }
3854
3855
3856 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3857 {
3858         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3859 }
3860
3861 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3862                                         u64 val)
3863 {
3864         int retval = 0;
3865         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3866         struct cgroup *parent = cont->parent;
3867         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3868
3869         if (parent)
3870                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3871
3872         cgroup_lock();
3873
3874         if (memcg->use_hierarchy == val)
3875                 goto out;
3876
3877         /*
3878          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3879          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3880          * occur, provided the current cgroup has no children.
3881          *
3882          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3883          * set if there are no children.
3884          */
3885         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3886                                 (val == 1 || val == 0)) {
3887                 if (list_empty(&cont->children))
3888                         memcg->use_hierarchy = val;
3889                 else
3890                         retval = -EBUSY;
3891         } else
3892                 retval = -EINVAL;
3893
3894 out:
3895         cgroup_unlock();
3896
3897         return retval;
3898 }
3899
3900
3901 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3902                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3903 {
3904         struct mem_cgroup *iter;
3905         long val = 0;
3906
3907         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3908         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3909                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3910
3911         if (val < 0) /* race ? */
3912                 val = 0;
3913         return val;
3914 }
3915
3916 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3917 {
3918         u64 val;
3919
3920         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3921                 if (!swap)
3922                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3923                 else
3924                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3925         }
3926
3927         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3928         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3929
3930         if (swap)
3931                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3932
3933         return val << PAGE_SHIFT;
3934 }
3935
3936 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3937                                struct file *file, char __user *buf,
3938                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
3939 {
3940         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3941         char str[64];
3942         u64 val;
3943         int type, name, len;
3944
3945         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3946         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3947
3948         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3949                 return -EOPNOTSUPP;
3950
3951         switch (type) {
3952         case _MEM:
3953                 if (name == RES_USAGE)
3954                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3955                 else
3956                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3957                 break;
3958         case _MEMSWAP:
3959                 if (name == RES_USAGE)
3960                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3961                 else
3962                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3963                 break;
3964         default:
3965                 BUG();
3966         }
3967
3968         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
3969         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
3970 }
3971 /*
3972  * The user of this function is...
3973  * RES_LIMIT.
3974  */
3975 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3976                             const char *buffer)
3977 {
3978         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3979         int type, name;
3980         unsigned long long val;
3981         int ret;
3982
3983         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3984         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3985
3986         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
3987                 return -EOPNOTSUPP;
3988
3989         switch (name) {
3990         case RES_LIMIT:
3991                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3992                         ret = -EINVAL;
3993                         break;
3994                 }
3995                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3996                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3997                 if (ret)
3998                         break;
3999                 if (type == _MEM)
4000                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
4001                 else
4002                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
4003                 break;
4004         case RES_SOFT_LIMIT:
4005                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
4006                 if (ret)
4007                         break;
4008                 /*
4009                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
4010                  * of semantics, for now, we support soft limits for
4011                  * control without swap
4012                  */
4013                 if (type == _MEM)
4014                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
4015                 else
4016                         ret = -EINVAL;
4017                 break;
4018         default:
4019                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4020                 break;
4021         }
4022         return ret;
4023 }
4024
4025 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4026                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4027 {
4028         struct cgroup *cgroup;
4029         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4030
4031         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4032         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4033         cgroup = memcg->css.cgroup;
4034         if (!memcg->use_hierarchy)
4035                 goto out;
4036
4037         while (cgroup->parent) {
4038                 cgroup = cgroup->parent;
4039                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
4040                 if (!memcg->use_hierarchy)
4041                         break;
4042                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4043                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4044                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4045                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4046         }
4047 out:
4048         *mem_limit = min_limit;
4049         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4050 }
4051
4052 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4053 {
4054         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4055         int type, name;
4056
4057         type = MEMFILE_TYPE(event);
4058         name = MEMFILE_ATTR(event);
4059
4060         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4061                 return -EOPNOTSUPP;
4062
4063         switch (name) {
4064         case RES_MAX_USAGE:
4065                 if (type == _MEM)
4066                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4067                 else
4068                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4069                 break;
4070         case RES_FAILCNT:
4071                 if (type == _MEM)
4072                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4073                 else
4074                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4075                 break;
4076         }
4077
4078         return 0;
4079 }
4080
4081 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4082                                         struct cftype *cft)
4083 {
4084         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4085 }
4086
4087 #ifdef CONFIG_MMU
4088 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4089                                         struct cftype *cft, u64 val)
4090 {
4091         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4092
4093         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4094                 return -EINVAL;
4095         /*
4096          * We check this value several times in both in can_attach() and
4097          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4098          * inconsistent.
4099          */
4100         cgroup_lock();
4101         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4102         cgroup_unlock();
4103
4104         return 0;
4105 }
4106 #else
4107 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4108                                         struct cftype *cft, u64 val)
4109 {
4110         return -ENOSYS;
4111 }
4112 #endif
4113
4114 #ifdef CONFIG_NUMA
4115 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4116                                       struct seq_file *m)
4117 {
4118         int nid;
4119         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4120         unsigned long node_nr;
4121         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4122
4123         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4124         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4125         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4126                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4127                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4128         }
4129         seq_putc(m, '\n');
4130
4131         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4132         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4133         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4134                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4135                                 LRU_ALL_FILE);
4136                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4137         }
4138         seq_putc(m, '\n');
4139
4140         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4141         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4142         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4143                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4144                                 LRU_ALL_ANON);
4145                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4146         }
4147         seq_putc(m, '\n');
4148
4149         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4150         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4151         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4152                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4153                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4154                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4155         }
4156         seq_putc(m, '\n');
4157         return 0;
4158 }
4159 #endif /* CONFIG_NUMA */
4160
4161 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
4162         "inactive_anon",
4163         "active_anon",
4164         "inactive_file",
4165         "active_file",
4166         "unevictable",
4167 };
4168
4169 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
4170 {
4171         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
4172 }
4173
4174 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4175                                  struct seq_file *m)
4176 {
4177         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4178         struct mem_cgroup *mi;
4179         unsigned int i;
4180
4181         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4182                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4183                         continue;
4184                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
4185                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
4186         }
4187
4188         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
4189                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
4190                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
4191
4192         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4193                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4194                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
4195
4196         /* Hierarchical information */
4197         {
4198                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4199                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4200                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
4201                 if (do_swap_account)
4202                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4203                                    memsw_limit);
4204         }
4205
4206         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4207                 long long val = 0;
4208
4209                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4210                         continue;
4211                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4212                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
4213                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
4214         }
4215
4216         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
4217                 unsigned long long val = 0;
4218
4219                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4220                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
4221                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4222                            mem_cgroup_events_names[i], val);
4223         }
4224
4225         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
4226                 unsigned long long val = 0;
4227
4228                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4229                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4230                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4231         }
4232
4233 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4234         {
4235                 int nid, zid;
4236                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4237                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4238                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4239                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4240
4241                 for_each_online_node(nid)
4242                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4243                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4244                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4245
4246                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4247                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4248                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4249                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4250                         }
4251                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4252                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4253                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4254                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4255         }
4256 #endif
4257
4258         return 0;
4259 }
4260
4261 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4262 {
4263         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4264
4265         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4266 }
4267
4268 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4269                                        u64 val)
4270 {
4271         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4272         struct mem_cgroup *parent;
4273
4274         if (val > 100)
4275                 return -EINVAL;
4276
4277         if (cgrp->parent == NULL)
4278                 return -EINVAL;
4279
4280         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4281
4282         cgroup_lock();
4283
4284         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4285         if ((parent->use_hierarchy) ||
4286             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4287                 cgroup_unlock();
4288                 return -EINVAL;
4289         }
4290
4291         memcg->swappiness = val;
4292
4293         cgroup_unlock();
4294
4295         return 0;
4296 }
4297
4298 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4299 {
4300         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4301         u64 usage;
4302         int i;
4303
4304         rcu_read_lock();
4305         if (!swap)
4306                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4307         else
4308                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4309
4310         if (!t)
4311                 goto unlock;
4312
4313         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4314
4315         /*
4316          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4317          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4318          * call of __mem_cgroup_threshold().
4319          */
4320         i = t->current_threshold;
4321
4322         /*
4323          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4324          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4325          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4326          * only one element of the array here.
4327          */
4328         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4329                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4330
4331         /* i = current_threshold + 1 */
4332         i++;
4333
4334         /*
4335          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4336          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4337          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4338          * only one element of the array here.
4339          */
4340         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4341                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4342
4343         /* Update current_threshold */
4344         t->current_threshold = i - 1;
4345 unlock:
4346         rcu_read_unlock();
4347 }
4348
4349 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4350 {
4351         while (memcg) {
4352                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4353                 if (do_swap_account)
4354                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4355
4356                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4357         }
4358 }
4359
4360 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4361 {
4362         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4363         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4364
4365         return _a->threshold - _b->threshold;
4366 }
4367
4368 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4369 {
4370         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4371
4372         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4373                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4374         return 0;
4375 }
4376
4377 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4378 {
4379         struct mem_cgroup *iter;
4380
4381         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4382                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4383 }
4384
4385 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4386         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4387 {
4388         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4389         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4390         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4391         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4392         u64 threshold, usage;
4393         int i, size, ret;
4394
4395         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4396         if (ret)
4397                 return ret;
4398
4399         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4400
4401         if (type == _MEM)
4402                 thresholds = &memcg->thresholds;
4403         else if (type == _MEMSWAP)
4404                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4405         else
4406                 BUG();
4407
4408         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4409
4410         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4411         if (thresholds->primary)
4412                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4413
4414         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4415
4416         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4417         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4418                         GFP_KERNEL);
4419         if (!new) {
4420                 ret = -ENOMEM;
4421                 goto unlock;
4422         }
4423         new->size = size;
4424
4425         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4426         if (thresholds->primary) {
4427                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4428                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4429         }
4430
4431         /* Add new threshold */
4432         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4433         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4434
4435         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4436         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4437                         compare_thresholds, NULL);
4438
4439         /* Find current threshold */
4440         new->current_threshold = -1;
4441         for (i = 0; i < size; i++) {
4442                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4443                         /*
4444                          * new->current_threshold will not be used until
4445                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4446                          * it here.
4447                          */
4448                         ++new->current_threshold;
4449                 } else
4450                         break;
4451         }
4452
4453         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4454         kfree(thresholds->spare);
4455         thresholds->spare = thresholds->primary;
4456
4457         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4458
4459         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4460         synchronize_rcu();
4461
4462 unlock:
4463         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4464
4465         return ret;
4466 }
4467
4468 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4469         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4470 {
4471         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4472         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4473         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4474         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4475         u64 usage;
4476         int i, j, size;
4477
4478         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4479         if (type == _MEM)
4480                 thresholds = &memcg->thresholds;
4481         else if (type == _MEMSWAP)
4482                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4483         else
4484                 BUG();
4485
4486         if (!thresholds->primary)
4487                 goto unlock;
4488
4489         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4490
4491         /* Check if a threshold crossed before removing */
4492         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4493
4494         /* Calculate new number of threshold */
4495         size = 0;
4496         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4497                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4498                         size++;
4499         }
4500
4501         new = thresholds->spare;
4502
4503         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4504         if (!size) {
4505                 kfree(new);
4506                 new = NULL;
4507                 goto swap_buffers;
4508         }
4509
4510         new->size = size;
4511
4512         /* Copy thresholds and find current threshold */
4513         new->current_threshold = -1;
4514         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4515                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4516                         continue;
4517
4518                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4519                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4520                         /*
4521                          * new->current_threshold will not be used
4522                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4523                          * it here.
4524                          */
4525                         ++new->current_threshold;
4526                 }
4527                 j++;
4528         }
4529
4530 swap_buffers:
4531         /* Swap primary and spare array */
4532         thresholds->spare = thresholds->primary;
4533         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4534         if (!new) {
4535                 kfree(thresholds->spare);
4536                 thresholds->spare = NULL;
4537         }
4538
4539         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4540
4541         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4542         synchronize_rcu();
4543 unlock:
4544         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4545 }
4546
4547 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4548         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4549 {
4550         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4551         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4552         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4553
4554         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4555         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4556         if (!event)
4557                 return -ENOMEM;
4558
4559         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4560
4561         event->eventfd = eventfd;
4562         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4563
4564         /* already in OOM ? */
4565         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4566                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4567         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4568
4569         return 0;
4570 }
4571
4572 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4573         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4574 {
4575         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4576         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4577         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4578
4579         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4580
4581         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4582
4583         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4584                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4585                         list_del(&ev->list);
4586                         kfree(ev);
4587                 }
4588         }
4589
4590         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4591 }
4592
4593 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4594         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4595 {
4596         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4597
4598         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4599
4600         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4601                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4602         else
4603                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4604         return 0;
4605 }
4606
4607 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4608         struct cftype *cft, u64 val)
4609 {
4610         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4611         struct mem_cgroup *parent;
4612
4613         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4614         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4615                 return -EINVAL;
4616
4617         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4618
4619         cgroup_lock();
4620         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4621         if ((parent->use_hierarchy) ||
4622             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4623                 cgroup_unlock();
4624                 return -EINVAL;
4625         }
4626         memcg->oom_kill_disable = val;
4627         if (!val)
4628                 memcg_oom_recover(memcg);
4629         cgroup_unlock();
4630         return 0;
4631 }
4632
4633 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4634 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4635 {
4636         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4637 };
4638
4639 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4640 {
4641         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4642 }
4643 #else
4644 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4645 {
4646         return 0;
4647 }
4648
4649 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
4650 {
4651 }
4652 #endif
4653
4654 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4655         {
4656                 .name = "usage_in_bytes",
4657                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4658                 .read = mem_cgroup_read,
4659                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4660                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4661         },
4662         {
4663                 .name = "max_usage_in_bytes",
4664                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4665                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4666                 .read = mem_cgroup_read,
4667         },
4668         {
4669                 .name = "limit_in_bytes",
4670                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4671                 .write_string = mem_cgroup_write,
4672                 .read = mem_cgroup_read,
4673         },
4674         {
4675                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4676                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4677                 .write_string = mem_cgroup_write,
4678                 .read = mem_cgroup_read,
4679         },
4680         {
4681                 .name = "failcnt",
4682                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4683                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4684                 .read = mem_cgroup_read,
4685         },
4686         {
4687                 .name = "stat",
4688                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
4689         },
4690         {
4691                 .name = "force_empty",
4692                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4693         },
4694         {
4695                 .name = "use_hierarchy",
4696                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4697                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4698         },
4699         {
4700                 .name = "swappiness",
4701                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4702                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4703         },
4704         {
4705                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4706                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4707                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4708         },
4709         {
4710                 .name = "oom_control",
4711                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4712                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4713                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4714                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4715                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4716         },
4717 #ifdef CONFIG_NUMA
4718         {
4719                 .name = "numa_stat",
4720                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
4721         },
4722 #endif
4723 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4724         {
4725                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4726                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4727                 .read = mem_cgroup_read,
4728                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4729                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4730         },
4731         {
4732                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4733                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4734                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4735                 .read = mem_cgroup_read,
4736         },
4737         {
4738                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4739                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4740                 .write_string = mem_cgroup_write,
4741                 .read = mem_cgroup_read,
4742         },
4743         {
4744                 .name = "memsw.failcnt",
4745                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4746                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4747                 .read = mem_cgroup_read,
4748         },
4749 #endif
4750         { },    /* terminate */
4751 };
4752
4753 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4754 {
4755         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4756         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4757         int zone, tmp = node;
4758         /*
4759          * This routine is called against possible nodes.
4760          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4761          *
4762          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4763          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4764          *       function.
4765          */
4766         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4767                 tmp = -1;
4768         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4769         if (!pn)
4770                 return 1;
4771
4772         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4773                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4774                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4775                 mz->usage_in_excess = 0;
4776                 mz->on_tree = false;
4777                 mz->memcg = memcg;
4778         }
4779         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4780         return 0;
4781 }
4782
4783 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4784 {
4785         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4786 }
4787
4788 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4789 {
4790         struct mem_cgroup *memcg;
4791         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4792
4793         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4794         if (size < PAGE_SIZE)
4795                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4796         else
4797                 memcg = vzalloc(size);
4798
4799         if (!memcg)
4800                 return NULL;
4801
4802         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4803         if (!memcg->stat)
4804                 goto out_free;
4805         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4806         return memcg;
4807
4808 out_free:
4809         if (size < PAGE_SIZE)
4810                 kfree(memcg);
4811         else
4812                 vfree(memcg);
4813         return NULL;
4814 }
4815
4816 /*
4817  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4818  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4819  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4820  */
4821 static void free_work(struct work_struct *work)
4822 {
4823         struct mem_cgroup *memcg;
4824         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4825
4826         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4827         /*
4828          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
4829          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
4830          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
4831          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
4832          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
4833          *
4834          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
4835          * to move this code around, and make sure it is outside
4836          * the cgroup_lock.
4837          */
4838         disarm_sock_keys(memcg);
4839         if (size < PAGE_SIZE)
4840                 kfree(memcg);
4841         else
4842                 vfree(memcg);
4843 }
4844
4845 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4846 {
4847         struct mem_cgroup *memcg;
4848
4849         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4850         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
4851         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4852 }
4853
4854 /*
4855  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4856  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4857  *
4858  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4859  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4860  * it goes down to 0.
4861  *
4862  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4863  */
4864
4865 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4866 {
4867         int node;
4868
4869         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4870         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4871
4872         for_each_node(node)
4873                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4874
4875         free_percpu(memcg->stat);
4876         call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
4877 }
4878
4879 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4880 {
4881         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4882 }
4883
4884 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4885 {
4886         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4887                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4888                 __mem_cgroup_free(memcg);
4889                 if (parent)
4890                         mem_cgroup_put(parent);
4891         }
4892 }
4893
4894 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4895 {
4896         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4897 }
4898
4899 /*
4900  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4901  */
4902 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4903 {
4904         if (!memcg->res.parent)
4905                 return NULL;
4906         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4907 }
4908 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4909
4910 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4911 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4912 {
4913         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4914                 do_swap_account = 1;
4915 }
4916 #else
4917 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4918 {
4919 }
4920 #endif
4921
4922 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4923 {
4924         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4925         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4926         int tmp, node, zone;
4927
4928         for_each_node(node) {
4929                 tmp = node;
4930                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4931                         tmp = -1;
4932                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4933                 if (!rtpn)
4934                         goto err_cleanup;
4935
4936                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4937
4938                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4939                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4940                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4941                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4942                 }
4943         }
4944         return 0;
4945
4946 err_cleanup:
4947         for_each_node(node) {
4948                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4949                         break;
4950                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4951                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4952         }
4953         return 1;
4954
4955 }
4956
4957 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4958 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
4959 {
4960         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4961         long error = -ENOMEM;
4962         int node;
4963
4964         memcg = mem_cgroup_alloc();
4965         if (!memcg)
4966                 return ERR_PTR(error);
4967
4968         for_each_node(node)
4969                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4970                         goto free_out;
4971
4972         /* root ? */
4973         if (cont->parent == NULL) {
4974                 int cpu;
4975                 enable_swap_cgroup();
4976                 parent = NULL;
4977                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4978                         goto free_out;
4979                 root_mem_cgroup = memcg;
4980                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4981                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4982                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4983                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4984                 }
4985                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4986         } else {
4987                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4988                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4989                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4990         }
4991
4992         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4993                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4994                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4995                 /*
4996                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4997                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4998                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4999                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
5000                  */
5001                 mem_cgroup_get(parent);
5002         } else {
5003                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5004                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5005                 /*
5006                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5007                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5008                  * unfortunate state in our controller.
5009                  */
5010                 if (parent && parent != root_mem_cgroup)
5011                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
5012         }
5013         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5014         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5015
5016         if (parent)
5017                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5018         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
5019         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5020         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5021         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5022
5023         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
5024         if (error) {
5025                 /*
5026                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
5027                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
5028                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
5029                  */
5030                 mem_cgroup_put(memcg);
5031                 return ERR_PTR(error);
5032         }
5033         return &memcg->css;
5034 free_out:
5035         __mem_cgroup_free(memcg);
5036         return ERR_PTR(error);
5037 }
5038
5039 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
5040 {
5041         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5042
5043         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5044 }
5045
5046 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
5047 {
5048         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5049
5050         kmem_cgroup_destroy(memcg);
5051
5052         mem_cgroup_put(memcg);
5053 }
5054
5055 #ifdef CONFIG_MMU
5056 /* Handlers for move charge at task migration. */
5057 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5058 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5059 {
5060         int ret = 0;
5061         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5062         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5063
5064         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5065                 mc.precharge += count;
5066                 /* we don't need css_get for root */
5067                 return ret;
5068         }
5069         /* try to charge at once */
5070         if (count > 1) {
5071                 struct res_counter *dummy;
5072                 /*
5073                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5074                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5075                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5076                  * css_get().
5077                  */
5078                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5079                         goto one_by_one;
5080                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5081                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5082                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5083                         goto one_by_one;
5084                 }
5085                 mc.precharge += count;
5086                 return ret;
5087         }
5088 one_by_one:
5089         /* fall back to one by one charge */
5090         while (count--) {
5091                 if (signal_pending(current)) {
5092                         ret = -EINTR;
5093                         break;
5094                 }
5095                 if (!batch_count--) {
5096                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5097                         cond_resched();
5098                 }
5099                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5100                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5101                 if (ret)
5102                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5103                         return ret;
5104                 mc.precharge++;
5105         }
5106         return ret;
5107 }
5108
5109 /**
5110  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5111  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5112  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5113  * @ptent: the pte to be checked
5114  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5115  *
5116  * Returns
5117  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5118  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5119  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5120  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5121  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5122  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5123  *     in target->ent.
5124  *
5125  * Called with pte lock held.
5126  */
5127 union mc_target {
5128         struct page     *page;
5129         swp_entry_t     ent;
5130 };
5131
5132 enum mc_target_type {
5133         MC_TARGET_NONE = 0,
5134         MC_TARGET_PAGE,
5135         MC_TARGET_SWAP,
5136 };
5137
5138 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5139                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5140 {
5141         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5142
5143         if (!page || !page_mapped(page))
5144                 return NULL;
5145         if (PageAnon(page)) {
5146                 /* we don't move shared anon */
5147                 if (!move_anon())
5148                         return NULL;
5149         } else if (!move_file())
5150                 /* we ignore mapcount for file pages */
5151                 return NULL;
5152         if (!get_page_unless_zero(page))
5153                 return NULL;
5154
5155         return page;
5156 }
5157
5158 #ifdef CONFIG_SWAP
5159 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5160                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5161 {
5162         struct page *page = NULL;
5163         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5164
5165         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5166                 return NULL;
5167         /*
5168          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5169          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5170          */
5171         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
5172         if (do_swap_account)
5173                 entry->val = ent.val;
5174
5175         return page;
5176 }
5177 #else
5178 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5179                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5180 {
5181         return NULL;
5182 }
5183 #endif
5184
5185 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5186                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5187 {
5188         struct page *page = NULL;
5189         struct address_space *mapping;
5190         pgoff_t pgoff;
5191
5192         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5193                 return NULL;
5194         if (!move_file())
5195                 return NULL;
5196
5197         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5198         if (pte_none(ptent))
5199                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5200         else /* pte_file(ptent) is true */
5201                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5202
5203         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5204         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5205
5206 #ifdef CONFIG_SWAP
5207         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5208         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5209                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5210                 if (do_swap_account)
5211                         *entry = swap;
5212                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5213         }
5214 #endif
5215         return page;
5216 }
5217
5218 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5219                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5220 {
5221         struct page *page = NULL;
5222         struct page_cgroup *pc;
5223         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5224         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5225
5226         if (pte_present(ptent))
5227                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5228         else if (is_swap_pte(ptent))
5229                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5230         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5231                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5232
5233         if (!page && !ent.val)
5234                 return ret;
5235         if (page) {
5236                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5237                 /*
5238                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5239                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5240                  * the lock.
5241                  */
5242                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5243                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5244                         if (target)
5245                                 target->page = page;
5246                 }
5247                 if (!ret || !target)
5248                         put_page(page);
5249         }
5250         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5251         if (ent.val && !ret &&
5252                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5253                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5254                 if (target)
5255                         target->ent = ent;
5256         }
5257         return ret;
5258 }
5259
5260 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5261 /*
5262  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5263  * support them for now.
5264  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5265  */
5266 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5267                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5268 {
5269         struct page *page = NULL;
5270         struct page_cgroup *pc;
5271         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5272
5273         page = pmd_page(pmd);
5274         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5275         if (!move_anon())
5276                 return ret;
5277         pc = lookup_page_cgroup(page);
5278         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5279                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5280                 if (target) {
5281                         get_page(page);
5282                         target->page = page;
5283                 }
5284         }
5285         return ret;
5286 }
5287 #else
5288 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5289                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5290 {
5291         return MC_TARGET_NONE;
5292 }
5293 #endif
5294
5295 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5296                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5297                                         struct mm_walk *walk)
5298 {
5299         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5300         pte_t *pte;
5301         spinlock_t *ptl;
5302
5303         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5304                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5305                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5306                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5307                 return 0;
5308         }
5309
5310         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5311                 return 0;
5312         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5313         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5314                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5315                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5316         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5317         cond_resched();
5318
5319         return 0;
5320 }
5321
5322 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5323 {
5324         unsigned long precharge;
5325         struct vm_area_struct *vma;
5326
5327         down_read(&mm->mmap_sem);
5328         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5329                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5330                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5331                         .mm = mm,
5332                         .private = vma,
5333                 };
5334                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5335                         continue;
5336                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5337                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5338         }
5339         up_read(&mm->mmap_sem);
5340
5341         precharge = mc.precharge;
5342         mc.precharge = 0;
5343
5344         return precharge;
5345 }
5346
5347 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5348 {
5349         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5350
5351         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5352         mc.moving_task = current;
5353         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5354 }
5355
5356 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5357 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5358 {
5359         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5360         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5361
5362         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5363         if (mc.precharge) {
5364                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5365                 mc.precharge = 0;
5366         }
5367         /*
5368          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5369          * we must uncharge here.
5370          */
5371         if (mc.moved_charge) {
5372                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5373                 mc.moved_charge = 0;
5374         }
5375         /* we must fixup refcnts and charges */
5376         if (mc.moved_swap) {
5377                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5378                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5379                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5380                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5381                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5382
5383                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5384                         /*
5385                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5386                          * uncharge to->res.
5387                          */
5388                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5389                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5390                 }
5391                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5392                 mc.moved_swap = 0;
5393         }
5394         memcg_oom_recover(from);
5395         memcg_oom_recover(to);
5396         wake_up_all(&mc.waitq);
5397 }
5398
5399 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5400 {
5401         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5402
5403         /*
5404          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5405          * task migration.
5406          */
5407         mc.moving_task = NULL;
5408         __mem_cgroup_clear_mc();
5409         spin_lock(&mc.lock);
5410         mc.from = NULL;
5411         mc.to = NULL;
5412         spin_unlock(&mc.lock);
5413         mem_cgroup_end_move(from);
5414 }
5415
5416 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5417                                  struct cgroup_taskset *tset)
5418 {
5419         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5420         int ret = 0;
5421         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5422
5423         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5424                 struct mm_struct *mm;
5425                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5426
5427                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5428
5429                 mm = get_task_mm(p);
5430                 if (!mm)
5431                         return 0;
5432                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5433                 if (mm->owner == p) {
5434                         VM_BUG_ON(mc.from);
5435                         VM_BUG_ON(mc.to);
5436                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5437                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5438                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5439                         mem_cgroup_start_move(from);
5440                         spin_lock(&mc.lock);
5441                         mc.from = from;
5442                         mc.to = memcg;
5443                         spin_unlock(&mc.lock);
5444                         /* We set mc.moving_task later */
5445
5446                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5447                         if (ret)
5448                                 mem_cgroup_clear_mc();
5449                 }
5450                 mmput(mm);
5451         }
5452         return ret;
5453 }
5454
5455 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5456                                      struct cgroup_taskset *tset)
5457 {
5458         mem_cgroup_clear_mc();
5459 }
5460
5461 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5462                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5463                                 struct mm_walk *walk)
5464 {
5465         int ret = 0;
5466         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5467         pte_t *pte;
5468         spinlock_t *ptl;
5469         enum mc_target_type target_type;
5470         union mc_target target;
5471         struct page *page;
5472         struct page_cgroup *pc;
5473
5474         /*
5475          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5476          * happens because:
5477          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5478          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5479          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5480          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5481          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5482          *    part of thp split is not executed yet.
5483          */
5484         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5485                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5486                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5487                         return 0;
5488                 }
5489                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5490                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5491                         page = target.page;
5492                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5493                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5494                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5495                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
5496                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5497                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5498                                 }
5499                                 putback_lru_page(page);
5500                         }
5501                         put_page(page);
5502                 }
5503                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5504                 return 0;
5505         }
5506
5507         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5508                 return 0;
5509 retry:
5510         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5511         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5512                 pte_t ptent = *(pte++);
5513                 swp_entry_t ent;
5514
5515                 if (!mc.precharge)
5516                         break;
5517
5518                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5519                 case MC_TARGET_PAGE:
5520                         page = target.page;
5521                         if (isolate_lru_page(page))
5522                                 goto put;
5523                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5524                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5525                                                      mc.from, mc.to)) {
5526                                 mc.precharge--;
5527                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5528                                 mc.moved_charge++;
5529                         }
5530                         putback_lru_page(page);
5531 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5532                         put_page(page);
5533                         break;
5534                 case MC_TARGET_SWAP:
5535                         ent = target.ent;
5536                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5537                                 mc.precharge--;
5538                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5539                                 mc.moved_swap++;
5540                         }
5541                         break;
5542                 default:
5543                         break;
5544                 }
5545         }
5546         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5547         cond_resched();
5548
5549         if (addr != end) {
5550                 /*
5551                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5552                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5553                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5554                  * phase.
5555                  */
5556                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5557                 if (!ret)
5558                         goto retry;
5559         }
5560
5561         return ret;
5562 }
5563
5564 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5565 {
5566         struct vm_area_struct *vma;
5567
5568         lru_add_drain_all();
5569 retry:
5570         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5571                 /*
5572                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5573                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5574                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5575                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5576                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5577                  */
5578                 __mem_cgroup_clear_mc();
5579                 cond_resched();
5580                 goto retry;
5581         }
5582         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5583                 int ret;
5584                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5585                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5586                         .mm = mm,
5587                         .private = vma,
5588                 };
5589                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5590                         continue;
5591                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5592                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5593                 if (ret)
5594                         /*
5595                          * means we have consumed all precharges and failed in
5596                          * doing additional charge. Just abandon here.
5597                          */
5598                         break;
5599         }
5600         up_read(&mm->mmap_sem);
5601 }
5602
5603 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5604                                  struct cgroup_taskset *tset)
5605 {
5606         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5607         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5608
5609         if (mm) {
5610                 if (mc.to)
5611                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5612                 mmput(mm);
5613         }
5614         if (mc.to)
5615                 mem_cgroup_clear_mc();
5616 }
5617 #else   /* !CONFIG_MMU */
5618 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5619                                  struct cgroup_taskset *tset)
5620 {
5621         return 0;
5622 }
5623 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5624                                      struct cgroup_taskset *tset)
5625 {
5626 }
5627 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5628                                  struct cgroup_taskset *tset)
5629 {
5630 }
5631 #endif
5632
5633 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5634         .name = "memory",
5635         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5636         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5637         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5638         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5639         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5640         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5641         .attach = mem_cgroup_move_task,
5642         .base_cftypes = mem_cgroup_files,
5643         .early_init = 0,
5644         .use_id = 1,
5645 };
5646
5647 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5648 static int __init enable_swap_account(char *s)
5649 {
5650         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5651         if (!strcmp(s, "1"))
5652                 really_do_swap_account = 1;
5653         else if (!strcmp(s, "0"))
5654                 really_do_swap_account = 0;
5655         return 1;
5656 }
5657 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5658
5659 #endif