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