]> www.pilppa.org Git - linux-2.6-omap-h63xx.git/blob - mm/memcontrol.c
83ba13ad31e16d69d32087bf1a02285b72e3844b
[linux-2.6-omap-h63xx.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  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
12  * (at your option) any later version.
13  *
14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17  * GNU General Public License for more details.
18  */
19
20 #include <linux/res_counter.h>
21 #include <linux/memcontrol.h>
22 #include <linux/cgroup.h>
23 #include <linux/mm.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/page-flags.h>
26 #include <linux/backing-dev.h>
27 #include <linux/bit_spinlock.h>
28 #include <linux/rcupdate.h>
29 #include <linux/swap.h>
30 #include <linux/spinlock.h>
31 #include <linux/fs.h>
32 #include <linux/seq_file.h>
33
34 #include <asm/uaccess.h>
35
36 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys;
37 static const int MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES = 5;
38
39 /*
40  * Statistics for memory cgroup.
41  */
42 enum mem_cgroup_stat_index {
43         /*
44          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
45          */
46         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
47         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as rss */
48
49         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
50 };
51
52 struct mem_cgroup_stat_cpu {
53         s64 count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
54 } ____cacheline_aligned_in_smp;
55
56 struct mem_cgroup_stat {
57         struct mem_cgroup_stat_cpu cpustat[NR_CPUS];
58 };
59
60 /*
61  * For accounting under irq disable, no need for increment preempt count.
62  */
63 static void __mem_cgroup_stat_add_safe(struct mem_cgroup_stat *stat,
64                 enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
65 {
66         int cpu = smp_processor_id();
67         stat->cpustat[cpu].count[idx] += val;
68 }
69
70 static s64 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup_stat *stat,
71                 enum mem_cgroup_stat_index idx)
72 {
73         int cpu;
74         s64 ret = 0;
75         for_each_possible_cpu(cpu)
76                 ret += stat->cpustat[cpu].count[idx];
77         return ret;
78 }
79
80 /*
81  * per-zone information in memory controller.
82  */
83
84 enum mem_cgroup_zstat_index {
85         MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE,
86         MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE,
87
88         NR_MEM_CGROUP_ZSTAT,
89 };
90
91 struct mem_cgroup_per_zone {
92         /*
93          * spin_lock to protect the per cgroup LRU
94          */
95         spinlock_t              lru_lock;
96         struct list_head        active_list;
97         struct list_head        inactive_list;
98         unsigned long count[NR_MEM_CGROUP_ZSTAT];
99 };
100 /* Macro for accessing counter */
101 #define MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx)       ((mz)->count[(idx)])
102
103 struct mem_cgroup_per_node {
104         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
105 };
106
107 struct mem_cgroup_lru_info {
108         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
109 };
110
111 /*
112  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
113  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
114  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
115  * to help the administrator determine what knobs to tune.
116  *
117  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
118  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
119  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
120  * a feature that will be implemented much later in the future.
121  */
122 struct mem_cgroup {
123         struct cgroup_subsys_state css;
124         /*
125          * the counter to account for memory usage
126          */
127         struct res_counter res;
128         /*
129          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
130          * per zone LRU lists.
131          */
132         struct mem_cgroup_lru_info info;
133
134         int     prev_priority;  /* for recording reclaim priority */
135         /*
136          * statistics.
137          */
138         struct mem_cgroup_stat stat;
139 };
140
141 /*
142  * We use the lower bit of the page->page_cgroup pointer as a bit spin
143  * lock.  We need to ensure that page->page_cgroup is at least two
144  * byte aligned (based on comments from Nick Piggin).  But since
145  * bit_spin_lock doesn't actually set that lock bit in a non-debug
146  * uniprocessor kernel, we should avoid setting it here too.
147  */
148 #define PAGE_CGROUP_LOCK_BIT    0x0
149 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_DEBUG_SPINLOCK)
150 #define PAGE_CGROUP_LOCK        (1 << PAGE_CGROUP_LOCK_BIT)
151 #else
152 #define PAGE_CGROUP_LOCK        0x0
153 #endif
154
155 /*
156  * A page_cgroup page is associated with every page descriptor. The
157  * page_cgroup helps us identify information about the cgroup
158  */
159 struct page_cgroup {
160         struct list_head lru;           /* per cgroup LRU list */
161         struct page *page;
162         struct mem_cgroup *mem_cgroup;
163         atomic_t ref_cnt;               /* Helpful when pages move b/w  */
164                                         /* mapped and cached states     */
165         int      flags;
166 };
167 #define PAGE_CGROUP_FLAG_CACHE  (0x1)   /* charged as cache */
168 #define PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE (0x2)   /* page is active in this cgroup */
169
170 static inline int page_cgroup_nid(struct page_cgroup *pc)
171 {
172         return page_to_nid(pc->page);
173 }
174
175 static inline enum zone_type page_cgroup_zid(struct page_cgroup *pc)
176 {
177         return page_zonenum(pc->page);
178 }
179
180 enum {
181         MEM_CGROUP_TYPE_UNSPEC = 0,
182         MEM_CGROUP_TYPE_MAPPED,
183         MEM_CGROUP_TYPE_CACHED,
184         MEM_CGROUP_TYPE_ALL,
185         MEM_CGROUP_TYPE_MAX,
186 };
187
188 enum charge_type {
189         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
190         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
191 };
192
193
194 /*
195  * Always modified under lru lock. Then, not necessary to preempt_disable()
196  */
197 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *mem, int flags,
198                                         bool charge)
199 {
200         int val = (charge)? 1 : -1;
201         struct mem_cgroup_stat *stat = &mem->stat;
202         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
203
204         if (flags & PAGE_CGROUP_FLAG_CACHE)
205                 __mem_cgroup_stat_add_safe(stat,
206                                         MEM_CGROUP_STAT_CACHE, val);
207         else
208                 __mem_cgroup_stat_add_safe(stat, MEM_CGROUP_STAT_RSS, val);
209 }
210
211 static inline struct mem_cgroup_per_zone *
212 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *mem, int nid, int zid)
213 {
214         BUG_ON(!mem->info.nodeinfo[nid]);
215         return &mem->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
216 }
217
218 static inline struct mem_cgroup_per_zone *
219 page_cgroup_zoneinfo(struct page_cgroup *pc)
220 {
221         struct mem_cgroup *mem = pc->mem_cgroup;
222         int nid = page_cgroup_nid(pc);
223         int zid = page_cgroup_zid(pc);
224
225         return mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
226 }
227
228 static unsigned long mem_cgroup_get_all_zonestat(struct mem_cgroup *mem,
229                                         enum mem_cgroup_zstat_index idx)
230 {
231         int nid, zid;
232         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
233         u64 total = 0;
234
235         for_each_online_node(nid)
236                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
237                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
238                         total += MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx);
239                 }
240         return total;
241 }
242
243 static struct mem_cgroup init_mem_cgroup;
244
245 static inline
246 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
247 {
248         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
249                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
250                                 css);
251 }
252
253 static inline
254 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
255 {
256         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
257                                 struct mem_cgroup, css);
258 }
259
260 void mm_init_cgroup(struct mm_struct *mm, struct task_struct *p)
261 {
262         struct mem_cgroup *mem;
263
264         mem = mem_cgroup_from_task(p);
265         css_get(&mem->css);
266         mm->mem_cgroup = mem;
267 }
268
269 void mm_free_cgroup(struct mm_struct *mm)
270 {
271         css_put(&mm->mem_cgroup->css);
272 }
273
274 static inline int page_cgroup_locked(struct page *page)
275 {
276         return bit_spin_is_locked(PAGE_CGROUP_LOCK_BIT,
277                                         &page->page_cgroup);
278 }
279
280 static void page_assign_page_cgroup(struct page *page, struct page_cgroup *pc)
281 {
282         VM_BUG_ON(!page_cgroup_locked(page));
283         page->page_cgroup = ((unsigned long)pc | PAGE_CGROUP_LOCK);
284 }
285
286 struct page_cgroup *page_get_page_cgroup(struct page *page)
287 {
288         return (struct page_cgroup *)
289                 (page->page_cgroup & ~PAGE_CGROUP_LOCK);
290 }
291
292 static void __always_inline lock_page_cgroup(struct page *page)
293 {
294         bit_spin_lock(PAGE_CGROUP_LOCK_BIT, &page->page_cgroup);
295         VM_BUG_ON(!page_cgroup_locked(page));
296 }
297
298 static void __always_inline unlock_page_cgroup(struct page *page)
299 {
300         bit_spin_unlock(PAGE_CGROUP_LOCK_BIT, &page->page_cgroup);
301 }
302
303 /*
304  * Clear page->page_cgroup member under lock_page_cgroup().
305  * If given "pc" value is different from one page->page_cgroup,
306  * page->cgroup is not cleared.
307  * Returns a value of page->page_cgroup at lock taken.
308  * A can can detect failure of clearing by following
309  *  clear_page_cgroup(page, pc) == pc
310  */
311
312 static struct page_cgroup *clear_page_cgroup(struct page *page,
313                                                 struct page_cgroup *pc)
314 {
315         struct page_cgroup *ret;
316         /* lock and clear */
317         lock_page_cgroup(page);
318         ret = page_get_page_cgroup(page);
319         if (likely(ret == pc))
320                 page_assign_page_cgroup(page, NULL);
321         unlock_page_cgroup(page);
322         return ret;
323 }
324
325 static void __mem_cgroup_remove_list(struct page_cgroup *pc)
326 {
327         int from = pc->flags & PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
328         struct mem_cgroup_per_zone *mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
329
330         if (from)
331                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE) -= 1;
332         else
333                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE) -= 1;
334
335         mem_cgroup_charge_statistics(pc->mem_cgroup, pc->flags, false);
336         list_del_init(&pc->lru);
337 }
338
339 static void __mem_cgroup_add_list(struct page_cgroup *pc)
340 {
341         int to = pc->flags & PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
342         struct mem_cgroup_per_zone *mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
343
344         if (!to) {
345                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE) += 1;
346                 list_add(&pc->lru, &mz->inactive_list);
347         } else {
348                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE) += 1;
349                 list_add(&pc->lru, &mz->active_list);
350         }
351         mem_cgroup_charge_statistics(pc->mem_cgroup, pc->flags, true);
352 }
353
354 static void __mem_cgroup_move_lists(struct page_cgroup *pc, bool active)
355 {
356         int from = pc->flags & PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
357         struct mem_cgroup_per_zone *mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
358
359         if (from)
360                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE) -= 1;
361         else
362                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE) -= 1;
363
364         if (active) {
365                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE) += 1;
366                 pc->flags |= PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
367                 list_move(&pc->lru, &mz->active_list);
368         } else {
369                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE) += 1;
370                 pc->flags &= ~PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
371                 list_move(&pc->lru, &mz->inactive_list);
372         }
373 }
374
375 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *mem)
376 {
377         int ret;
378
379         task_lock(task);
380         ret = task->mm && mm_match_cgroup(task->mm, mem);
381         task_unlock(task);
382         return ret;
383 }
384
385 /*
386  * This routine assumes that the appropriate zone's lru lock is already held
387  */
388 void mem_cgroup_move_lists(struct page *page, bool active)
389 {
390         struct page_cgroup *pc;
391         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
392         unsigned long flags;
393
394         pc = page_get_page_cgroup(page);
395         if (!pc)
396                 return;
397
398         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
399         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
400         __mem_cgroup_move_lists(pc, active);
401         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
402 }
403
404 /*
405  * Calculate mapped_ratio under memory controller. This will be used in
406  * vmscan.c for deteremining we have to reclaim mapped pages.
407  */
408 int mem_cgroup_calc_mapped_ratio(struct mem_cgroup *mem)
409 {
410         long total, rss;
411
412         /*
413          * usage is recorded in bytes. But, here, we assume the number of
414          * physical pages can be represented by "long" on any arch.
415          */
416         total = (long) (mem->res.usage >> PAGE_SHIFT) + 1L;
417         rss = (long)mem_cgroup_read_stat(&mem->stat, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
418         return (int)((rss * 100L) / total);
419 }
420 /*
421  * This function is called from vmscan.c. In page reclaiming loop. balance
422  * between active and inactive list is calculated. For memory controller
423  * page reclaiming, we should use using mem_cgroup's imbalance rather than
424  * zone's global lru imbalance.
425  */
426 long mem_cgroup_reclaim_imbalance(struct mem_cgroup *mem)
427 {
428         unsigned long active, inactive;
429         /* active and inactive are the number of pages. 'long' is ok.*/
430         active = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE);
431         inactive = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE);
432         return (long) (active / (inactive + 1));
433 }
434
435 /*
436  * prev_priority control...this will be used in memory reclaim path.
437  */
438 int mem_cgroup_get_reclaim_priority(struct mem_cgroup *mem)
439 {
440         return mem->prev_priority;
441 }
442
443 void mem_cgroup_note_reclaim_priority(struct mem_cgroup *mem, int priority)
444 {
445         if (priority < mem->prev_priority)
446                 mem->prev_priority = priority;
447 }
448
449 void mem_cgroup_record_reclaim_priority(struct mem_cgroup *mem, int priority)
450 {
451         mem->prev_priority = priority;
452 }
453
454 /*
455  * Calculate # of pages to be scanned in this priority/zone.
456  * See also vmscan.c
457  *
458  * priority starts from "DEF_PRIORITY" and decremented in each loop.
459  * (see include/linux/mmzone.h)
460  */
461
462 long mem_cgroup_calc_reclaim_active(struct mem_cgroup *mem,
463                                    struct zone *zone, int priority)
464 {
465         long nr_active;
466         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
467         int zid = zone_idx(zone);
468         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
469
470         nr_active = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE);
471         return (nr_active >> priority);
472 }
473
474 long mem_cgroup_calc_reclaim_inactive(struct mem_cgroup *mem,
475                                         struct zone *zone, int priority)
476 {
477         long nr_inactive;
478         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
479         int zid = zone_idx(zone);
480         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
481
482         nr_inactive = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE);
483
484         return (nr_inactive >> priority);
485 }
486
487 unsigned long mem_cgroup_isolate_pages(unsigned long nr_to_scan,
488                                         struct list_head *dst,
489                                         unsigned long *scanned, int order,
490                                         int mode, struct zone *z,
491                                         struct mem_cgroup *mem_cont,
492                                         int active)
493 {
494         unsigned long nr_taken = 0;
495         struct page *page;
496         unsigned long scan;
497         LIST_HEAD(pc_list);
498         struct list_head *src;
499         struct page_cgroup *pc, *tmp;
500         int nid = z->zone_pgdat->node_id;
501         int zid = zone_idx(z);
502         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
503
504         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
505         if (active)
506                 src = &mz->active_list;
507         else
508                 src = &mz->inactive_list;
509
510
511         spin_lock(&mz->lru_lock);
512         scan = 0;
513         list_for_each_entry_safe_reverse(pc, tmp, src, lru) {
514                 if (scan >= nr_to_scan)
515                         break;
516                 page = pc->page;
517
518                 if (unlikely(!PageLRU(page)))
519                         continue;
520
521                 if (PageActive(page) && !active) {
522                         __mem_cgroup_move_lists(pc, true);
523                         continue;
524                 }
525                 if (!PageActive(page) && active) {
526                         __mem_cgroup_move_lists(pc, false);
527                         continue;
528                 }
529
530                 scan++;
531                 list_move(&pc->lru, &pc_list);
532
533                 if (__isolate_lru_page(page, mode) == 0) {
534                         list_move(&page->lru, dst);
535                         nr_taken++;
536                 }
537         }
538
539         list_splice(&pc_list, src);
540         spin_unlock(&mz->lru_lock);
541
542         *scanned = scan;
543         return nr_taken;
544 }
545
546 /*
547  * Charge the memory controller for page usage.
548  * Return
549  * 0 if the charge was successful
550  * < 0 if the cgroup is over its limit
551  */
552 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
553                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
554 {
555         struct mem_cgroup *mem;
556         struct page_cgroup *pc;
557         unsigned long flags;
558         unsigned long nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
559         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
560
561         /*
562          * Should page_cgroup's go to their own slab?
563          * One could optimize the performance of the charging routine
564          * by saving a bit in the page_flags and using it as a lock
565          * to see if the cgroup page already has a page_cgroup associated
566          * with it
567          */
568 retry:
569         lock_page_cgroup(page);
570         pc = page_get_page_cgroup(page);
571         /*
572          * The page_cgroup exists and
573          * the page has already been accounted.
574          */
575         if (pc) {
576                 if (unlikely(!atomic_inc_not_zero(&pc->ref_cnt))) {
577                         /* this page is under being uncharged ? */
578                         unlock_page_cgroup(page);
579                         cpu_relax();
580                         goto retry;
581                 } else {
582                         unlock_page_cgroup(page);
583                         goto done;
584                 }
585         }
586         unlock_page_cgroup(page);
587
588         pc = kzalloc(sizeof(struct page_cgroup), gfp_mask);
589         if (pc == NULL)
590                 goto err;
591
592         /*
593          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
594          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
595          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
596          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
597          */
598         if (!mm)
599                 mm = &init_mm;
600
601         rcu_read_lock();
602         mem = rcu_dereference(mm->mem_cgroup);
603         /*
604          * For every charge from the cgroup, increment reference
605          * count
606          */
607         css_get(&mem->css);
608         rcu_read_unlock();
609
610         /*
611          * If we created the page_cgroup, we should free it on exceeding
612          * the cgroup limit.
613          */
614         while (res_counter_charge(&mem->res, PAGE_SIZE)) {
615                 if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
616                         goto out;
617
618                 if (try_to_free_mem_cgroup_pages(mem, gfp_mask))
619                         continue;
620
621                 /*
622                  * try_to_free_mem_cgroup_pages() might not give us a full
623                  * picture of reclaim. Some pages are reclaimed and might be
624                  * moved to swap cache or just unmapped from the cgroup.
625                  * Check the limit again to see if the reclaim reduced the
626                  * current usage of the cgroup before giving up
627                  */
628                 if (res_counter_check_under_limit(&mem->res))
629                         continue;
630
631                 if (!nr_retries--) {
632                         mem_cgroup_out_of_memory(mem, gfp_mask);
633                         goto out;
634                 }
635                 congestion_wait(WRITE, HZ/10);
636         }
637
638         atomic_set(&pc->ref_cnt, 1);
639         pc->mem_cgroup = mem;
640         pc->page = page;
641         pc->flags = PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
642         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE)
643                 pc->flags |= PAGE_CGROUP_FLAG_CACHE;
644
645         lock_page_cgroup(page);
646         if (page_get_page_cgroup(page)) {
647                 unlock_page_cgroup(page);
648                 /*
649                  * Another charge has been added to this page already.
650                  * We take lock_page_cgroup(page) again and read
651                  * page->cgroup, increment refcnt.... just retry is OK.
652                  */
653                 res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE);
654                 css_put(&mem->css);
655                 kfree(pc);
656                 goto retry;
657         }
658         page_assign_page_cgroup(page, pc);
659         unlock_page_cgroup(page);
660
661         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
662         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
663         /* Update statistics vector */
664         __mem_cgroup_add_list(pc);
665         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
666
667 done:
668         return 0;
669 out:
670         css_put(&mem->css);
671         kfree(pc);
672 err:
673         return -ENOMEM;
674 }
675
676 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
677                         gfp_t gfp_mask)
678 {
679         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
680                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
681 }
682
683 /*
684  * See if the cached pages should be charged at all?
685  */
686 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
687                                 gfp_t gfp_mask)
688 {
689         int ret = 0;
690         if (!mm)
691                 mm = &init_mm;
692
693         ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
694                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
695         return ret;
696 }
697
698 /*
699  * Uncharging is always a welcome operation, we never complain, simply
700  * uncharge. This routine should be called with lock_page_cgroup held
701  */
702 void mem_cgroup_uncharge(struct page_cgroup *pc)
703 {
704         struct mem_cgroup *mem;
705         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
706         struct page *page;
707         unsigned long flags;
708
709         /*
710          * Check if our page_cgroup is valid
711          */
712         if (!pc)
713                 return;
714
715         if (atomic_dec_and_test(&pc->ref_cnt)) {
716                 page = pc->page;
717                 mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
718                 /*
719                  * get page->cgroup and clear it under lock.
720                  * force_empty can drop page->cgroup without checking refcnt.
721                  */
722                 unlock_page_cgroup(page);
723                 if (clear_page_cgroup(page, pc) == pc) {
724                         mem = pc->mem_cgroup;
725                         css_put(&mem->css);
726                         res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE);
727                         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
728                         __mem_cgroup_remove_list(pc);
729                         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
730                         kfree(pc);
731                 }
732                 lock_page_cgroup(page);
733         }
734 }
735
736 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
737 {
738         lock_page_cgroup(page);
739         mem_cgroup_uncharge(page_get_page_cgroup(page));
740         unlock_page_cgroup(page);
741 }
742
743 /*
744  * Returns non-zero if a page (under migration) has valid page_cgroup member.
745  * Refcnt of page_cgroup is incremented.
746  */
747
748 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page)
749 {
750         struct page_cgroup *pc;
751         int ret = 0;
752         lock_page_cgroup(page);
753         pc = page_get_page_cgroup(page);
754         if (pc && atomic_inc_not_zero(&pc->ref_cnt))
755                 ret = 1;
756         unlock_page_cgroup(page);
757         return ret;
758 }
759
760 void mem_cgroup_end_migration(struct page *page)
761 {
762         struct page_cgroup *pc;
763
764         lock_page_cgroup(page);
765         pc = page_get_page_cgroup(page);
766         mem_cgroup_uncharge(pc);
767         unlock_page_cgroup(page);
768 }
769 /*
770  * We know both *page* and *newpage* are now not-on-LRU and Pg_locked.
771  * And no race with uncharge() routines because page_cgroup for *page*
772  * has extra one reference by mem_cgroup_prepare_migration.
773  */
774
775 void mem_cgroup_page_migration(struct page *page, struct page *newpage)
776 {
777         struct page_cgroup *pc;
778         struct mem_cgroup *mem;
779         unsigned long flags;
780         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
781 retry:
782         pc = page_get_page_cgroup(page);
783         if (!pc)
784                 return;
785         mem = pc->mem_cgroup;
786         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
787         if (clear_page_cgroup(page, pc) != pc)
788                 goto retry;
789         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
790
791         __mem_cgroup_remove_list(pc);
792         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
793
794         pc->page = newpage;
795         lock_page_cgroup(newpage);
796         page_assign_page_cgroup(newpage, pc);
797         unlock_page_cgroup(newpage);
798
799         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
800         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
801         __mem_cgroup_add_list(pc);
802         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
803         return;
804 }
805
806 /*
807  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
808  * This routine ignores page_cgroup->ref_cnt.
809  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
810  */
811 #define FORCE_UNCHARGE_BATCH    (128)
812 static void
813 mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *mem,
814                             struct mem_cgroup_per_zone *mz,
815                             int active)
816 {
817         struct page_cgroup *pc;
818         struct page *page;
819         int count;
820         unsigned long flags;
821         struct list_head *list;
822
823         if (active)
824                 list = &mz->active_list;
825         else
826                 list = &mz->inactive_list;
827
828         if (list_empty(list))
829                 return;
830 retry:
831         count = FORCE_UNCHARGE_BATCH;
832         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
833
834         while (--count && !list_empty(list)) {
835                 pc = list_entry(list->prev, struct page_cgroup, lru);
836                 page = pc->page;
837                 /* Avoid race with charge */
838                 atomic_set(&pc->ref_cnt, 0);
839                 if (clear_page_cgroup(page, pc) == pc) {
840                         css_put(&mem->css);
841                         res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE);
842                         __mem_cgroup_remove_list(pc);
843                         kfree(pc);
844                 } else  /* being uncharged ? ...do relax */
845                         break;
846         }
847         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
848         if (!list_empty(list)) {
849                 cond_resched();
850                 goto retry;
851         }
852         return;
853 }
854
855 /*
856  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
857  * This enables deleting this mem_cgroup.
858  */
859
860 int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *mem)
861 {
862         int ret = -EBUSY;
863         int node, zid;
864         css_get(&mem->css);
865         /*
866          * page reclaim code (kswapd etc..) will move pages between
867 `        * active_list <-> inactive_list while we don't take a lock.
868          * So, we have to do loop here until all lists are empty.
869          */
870         while (mem->res.usage > 0) {
871                 if (atomic_read(&mem->css.cgroup->count) > 0)
872                         goto out;
873                 for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
874                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
875                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
876                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, node, zid);
877                                 /* drop all page_cgroup in active_list */
878                                 mem_cgroup_force_empty_list(mem, mz, 1);
879                                 /* drop all page_cgroup in inactive_list */
880                                 mem_cgroup_force_empty_list(mem, mz, 0);
881                         }
882         }
883         ret = 0;
884 out:
885         css_put(&mem->css);
886         return ret;
887 }
888
889
890
891 int mem_cgroup_write_strategy(char *buf, unsigned long long *tmp)
892 {
893         *tmp = memparse(buf, &buf);
894         if (*buf != '\0')
895                 return -EINVAL;
896
897         /*
898          * Round up the value to the closest page size
899          */
900         *tmp = ((*tmp + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT) << PAGE_SHIFT;
901         return 0;
902 }
903
904 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont,
905                         struct cftype *cft, struct file *file,
906                         char __user *userbuf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
907 {
908         return res_counter_read(&mem_cgroup_from_cont(cont)->res,
909                                 cft->private, userbuf, nbytes, ppos,
910                                 NULL);
911 }
912
913 static ssize_t mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
914                                 struct file *file, const char __user *userbuf,
915                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
916 {
917         return res_counter_write(&mem_cgroup_from_cont(cont)->res,
918                                 cft->private, userbuf, nbytes, ppos,
919                                 mem_cgroup_write_strategy);
920 }
921
922 static ssize_t mem_force_empty_write(struct cgroup *cont,
923                                 struct cftype *cft, struct file *file,
924                                 const char __user *userbuf,
925                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
926 {
927         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
928         int ret;
929         ret = mem_cgroup_force_empty(mem);
930         if (!ret)
931                 ret = nbytes;
932         return ret;
933 }
934
935 /*
936  * Note: This should be removed if cgroup supports write-only file.
937  */
938
939 static ssize_t mem_force_empty_read(struct cgroup *cont,
940                                 struct cftype *cft,
941                                 struct file *file, char __user *userbuf,
942                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
943 {
944         return -EINVAL;
945 }
946
947
948 static const struct mem_cgroup_stat_desc {
949         const char *msg;
950         u64 unit;
951 } mem_cgroup_stat_desc[] = {
952         [MEM_CGROUP_STAT_CACHE] = { "cache", PAGE_SIZE, },
953         [MEM_CGROUP_STAT_RSS] = { "rss", PAGE_SIZE, },
954 };
955
956 static int mem_control_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
957 {
958         struct cgroup *cont = m->private;
959         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
960         struct mem_cgroup_stat *stat = &mem_cont->stat;
961         int i;
962
963         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(stat->cpustat[0].count); i++) {
964                 s64 val;
965
966                 val = mem_cgroup_read_stat(stat, i);
967                 val *= mem_cgroup_stat_desc[i].unit;
968                 seq_printf(m, "%s %lld\n", mem_cgroup_stat_desc[i].msg,
969                                 (long long)val);
970         }
971         /* showing # of active pages */
972         {
973                 unsigned long active, inactive;
974
975                 inactive = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem_cont,
976                                                 MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE);
977                 active = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem_cont,
978                                                 MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE);
979                 seq_printf(m, "active %ld\n", (active) * PAGE_SIZE);
980                 seq_printf(m, "inactive %ld\n", (inactive) * PAGE_SIZE);
981         }
982         return 0;
983 }
984
985 static const struct file_operations mem_control_stat_file_operations = {
986         .read = seq_read,
987         .llseek = seq_lseek,
988         .release = single_release,
989 };
990
991 static int mem_control_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
992 {
993         /* XXX __d_cont */
994         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
995
996         file->f_op = &mem_control_stat_file_operations;
997         return single_open(file, mem_control_stat_show, cont);
998 }
999
1000
1001
1002 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
1003         {
1004                 .name = "usage_in_bytes",
1005                 .private = RES_USAGE,
1006                 .read = mem_cgroup_read,
1007         },
1008         {
1009                 .name = "limit_in_bytes",
1010                 .private = RES_LIMIT,
1011                 .write = mem_cgroup_write,
1012                 .read = mem_cgroup_read,
1013         },
1014         {
1015                 .name = "failcnt",
1016                 .private = RES_FAILCNT,
1017                 .read = mem_cgroup_read,
1018         },
1019         {
1020                 .name = "force_empty",
1021                 .write = mem_force_empty_write,
1022                 .read = mem_force_empty_read,
1023         },
1024         {
1025                 .name = "stat",
1026                 .open = mem_control_stat_open,
1027         },
1028 };
1029
1030 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
1031 {
1032         struct mem_cgroup_per_node *pn;
1033         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1034         int zone;
1035         /*
1036          * This routine is called against possible nodes.
1037          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
1038          *
1039          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
1040          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
1041          *       function.
1042          */
1043         if (node_state(node, N_HIGH_MEMORY))
1044                 pn = kmalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, node);
1045         else
1046                 pn = kmalloc(sizeof(*pn), GFP_KERNEL);
1047         if (!pn)
1048                 return 1;
1049
1050         mem->info.nodeinfo[node] = pn;
1051         memset(pn, 0, sizeof(*pn));
1052
1053         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
1054                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
1055                 INIT_LIST_HEAD(&mz->active_list);
1056                 INIT_LIST_HEAD(&mz->inactive_list);
1057                 spin_lock_init(&mz->lru_lock);
1058         }
1059         return 0;
1060 }
1061
1062 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
1063 {
1064         kfree(mem->info.nodeinfo[node]);
1065 }
1066
1067
1068 static struct mem_cgroup init_mem_cgroup;
1069
1070 static struct cgroup_subsys_state *
1071 mem_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
1072 {
1073         struct mem_cgroup *mem;
1074         int node;
1075
1076         if (unlikely((cont->parent) == NULL)) {
1077                 mem = &init_mem_cgroup;
1078                 init_mm.mem_cgroup = mem;
1079         } else
1080                 mem = kzalloc(sizeof(struct mem_cgroup), GFP_KERNEL);
1081
1082         if (mem == NULL)
1083                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1084
1085         res_counter_init(&mem->res);
1086
1087         memset(&mem->info, 0, sizeof(mem->info));
1088
1089         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
1090                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node))
1091                         goto free_out;
1092
1093         return &mem->css;
1094 free_out:
1095         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
1096                 free_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node);
1097         if (cont->parent != NULL)
1098                 kfree(mem);
1099         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1100 }
1101
1102 static void mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
1103                                         struct cgroup *cont)
1104 {
1105         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
1106         mem_cgroup_force_empty(mem);
1107 }
1108
1109 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
1110                                 struct cgroup *cont)
1111 {
1112         int node;
1113         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
1114
1115         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
1116                 free_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node);
1117
1118         kfree(mem_cgroup_from_cont(cont));
1119 }
1120
1121 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
1122                                 struct cgroup *cont)
1123 {
1124         return cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
1125                                         ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
1126 }
1127
1128 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
1129                                 struct cgroup *cont,
1130                                 struct cgroup *old_cont,
1131                                 struct task_struct *p)
1132 {
1133         struct mm_struct *mm;
1134         struct mem_cgroup *mem, *old_mem;
1135
1136         mm = get_task_mm(p);
1137         if (mm == NULL)
1138                 return;
1139
1140         mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
1141         old_mem = mem_cgroup_from_cont(old_cont);
1142
1143         if (mem == old_mem)
1144                 goto out;
1145
1146         /*
1147          * Only thread group leaders are allowed to migrate, the mm_struct is
1148          * in effect owned by the leader
1149          */
1150         if (p->tgid != p->pid)
1151                 goto out;
1152
1153         css_get(&mem->css);
1154         rcu_assign_pointer(mm->mem_cgroup, mem);
1155         css_put(&old_mem->css);
1156
1157 out:
1158         mmput(mm);
1159         return;
1160 }
1161
1162 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
1163         .name = "memory",
1164         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
1165         .create = mem_cgroup_create,
1166         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
1167         .destroy = mem_cgroup_destroy,
1168         .populate = mem_cgroup_populate,
1169         .attach = mem_cgroup_move_task,
1170         .early_init = 0,
1171 };