SAFE public projects git trees. - safe/jmp/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 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 static inline int page_cgroup_locked(struct page *page)
 246 {
 247         return bit_spin_is_locked(PAGE_CGROUP_LOCK_BIT, &page->page_cgroup);
 248 }
 249
 250 static void page_assign_page_cgroup(struct page *page, struct page_cgroup *pc)
 251 {
 252         VM_BUG_ON(!page_cgroup_locked(page));
 253         page->page_cgroup = ((unsigned long)pc | PAGE_CGROUP_LOCK);
 254 }
 255
 256 struct page_cgroup *page_get_page_cgroup(struct page *page)
 257 {
 258         return (struct page_cgroup *) (page->page_cgroup & ~PAGE_CGROUP_LOCK);
 259 }
 260
 261 static void lock_page_cgroup(struct page *page)
 262 {
 263         bit_spin_lock(PAGE_CGROUP_LOCK_BIT, &page->page_cgroup);
 264 }
 265
 266 static int try_lock_page_cgroup(struct page *page)
 267 {
 268         return bit_spin_trylock(PAGE_CGROUP_LOCK_BIT, &page->page_cgroup);
 269 }
 270
 271 static void unlock_page_cgroup(struct page *page)
 272 {
 273         bit_spin_unlock(PAGE_CGROUP_LOCK_BIT, &page->page_cgroup);
 274 }
 275
 276 static void __mem_cgroup_remove_list(struct page_cgroup *pc)
 277 {
 278         int from = pc->flags & PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
 279         struct mem_cgroup_per_zone *mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
 280
 281         if (from)
 282                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE) -= 1;
 283         else
 284                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE) -= 1;
 285
 286         mem_cgroup_charge_statistics(pc->mem_cgroup, pc->flags, false);
 287         list_del_init(&pc->lru);
 288 }
 289
 290 static void __mem_cgroup_add_list(struct page_cgroup *pc)
 291 {
 292         int to = pc->flags & PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
 293         struct mem_cgroup_per_zone *mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
 294
 295         if (!to) {
 296                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE) += 1;
 297                 list_add(&pc->lru, &mz->inactive_list);
 298         } else {
 299                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE) += 1;
 300                 list_add(&pc->lru, &mz->active_list);
 301         }
 302         mem_cgroup_charge_statistics(pc->mem_cgroup, pc->flags, true);
 303 }
 304
 305 static void __mem_cgroup_move_lists(struct page_cgroup *pc, bool active)
 306 {
 307         int from = pc->flags & PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
 308         struct mem_cgroup_per_zone *mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
 309
 310         if (from)
 311                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE) -= 1;
 312         else
 313                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE) -= 1;
 314
 315         if (active) {
 316                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE) += 1;
 317                 pc->flags |= PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
 318                 list_move(&pc->lru, &mz->active_list);
 319         } else {
 320                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE) += 1;
 321                 pc->flags &= ~PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
 322                 list_move(&pc->lru, &mz->inactive_list);
 323         }
 324 }
 325
 326 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *mem)
 327 {
 328         int ret;
 329
 330         task_lock(task);
 331         ret = task->mm && mm_match_cgroup(task->mm, mem);
 332         task_unlock(task);
 333         return ret;
 334 }
 335
 336 /*
 337  * This routine assumes that the appropriate zone's lru lock is already held
 338  */
 339 void mem_cgroup_move_lists(struct page *page, bool active)
 340 {
 341         struct page_cgroup *pc;
 342         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
 343         unsigned long flags;
 344
 345         /*
 346          * We cannot lock_page_cgroup while holding zone's lru_lock,
 347          * because other holders of lock_page_cgroup can be interrupted
 348          * with an attempt to rotate_reclaimable_page.  But we cannot
 349          * safely get to page_cgroup without it, so just try_lock it:
 350          * mem_cgroup_isolate_pages allows for page left on wrong list.
 351          */
 352         if (!try_lock_page_cgroup(page))
 353                 return;
 354
 355         pc = page_get_page_cgroup(page);
 356         if (pc) {
 357                 mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
 358                 spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
 359                 __mem_cgroup_move_lists(pc, active);
 360                 spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
 361         }
 362         unlock_page_cgroup(page);
 363 }
 364
 365 /*
 366  * Calculate mapped_ratio under memory controller. This will be used in
 367  * vmscan.c for deteremining we have to reclaim mapped pages.
 368  */
 369 int mem_cgroup_calc_mapped_ratio(struct mem_cgroup *mem)
 370 {
 371         long total, rss;
 372
 373         /*
 374          * usage is recorded in bytes. But, here, we assume the number of
 375          * physical pages can be represented by "long" on any arch.
 376          */
 377         total = (long) (mem->res.usage >> PAGE_SHIFT) + 1L;
 378         rss = (long)mem_cgroup_read_stat(&mem->stat, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
 379         return (int)((rss * 100L) / total);
 380 }
 381
 382 /*
 383  * This function is called from vmscan.c. In page reclaiming loop. balance
 384  * between active and inactive list is calculated. For memory controller
 385  * page reclaiming, we should use using mem_cgroup's imbalance rather than
 386  * zone's global lru imbalance.
 387  */
 388 long mem_cgroup_reclaim_imbalance(struct mem_cgroup *mem)
 389 {
 390         unsigned long active, inactive;
 391         /* active and inactive are the number of pages. 'long' is ok.*/
 392         active = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE);
 393         inactive = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE);
 394         return (long) (active / (inactive + 1));
 395 }
 396
 397 /*
 398  * prev_priority control...this will be used in memory reclaim path.
 399  */
 400 int mem_cgroup_get_reclaim_priority(struct mem_cgroup *mem)
 401 {
 402         return mem->prev_priority;
 403 }
 404
 405 void mem_cgroup_note_reclaim_priority(struct mem_cgroup *mem, int priority)
 406 {
 407         if (priority < mem->prev_priority)
 408                 mem->prev_priority = priority;
 409 }
 410
 411 void mem_cgroup_record_reclaim_priority(struct mem_cgroup *mem, int priority)
 412 {
 413         mem->prev_priority = priority;
 414 }
 415
 416 /*
 417  * Calculate # of pages to be scanned in this priority/zone.
 418  * See also vmscan.c
 419  *
 420  * priority starts from "DEF_PRIORITY" and decremented in each loop.
 421  * (see include/linux/mmzone.h)
 422  */
 423
 424 long mem_cgroup_calc_reclaim_active(struct mem_cgroup *mem,
 425                                    struct zone *zone, int priority)
 426 {
 427         long nr_active;
 428         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
 429         int zid = zone_idx(zone);
 430         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
 431
 432         nr_active = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE);
 433         return (nr_active >> priority);
 434 }
 435
 436 long mem_cgroup_calc_reclaim_inactive(struct mem_cgroup *mem,
 437                                         struct zone *zone, int priority)
 438 {
 439         long nr_inactive;
 440         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
 441         int zid = zone_idx(zone);
 442         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
 443
 444         nr_inactive = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE);
 445         return (nr_inactive >> priority);
 446 }
 447
 448 unsigned long mem_cgroup_isolate_pages(unsigned long nr_to_scan,
 449                                         struct list_head *dst,
 450                                         unsigned long *scanned, int order,
 451                                         int mode, struct zone *z,
 452                                         struct mem_cgroup *mem_cont,
 453                                         int active)
 454 {
 455         unsigned long nr_taken = 0;
 456         struct page *page;
 457         unsigned long scan;
 458         LIST_HEAD(pc_list);
 459         struct list_head *src;
 460         struct page_cgroup *pc, *tmp;
 461         int nid = z->zone_pgdat->node_id;
 462         int zid = zone_idx(z);
 463         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
 464
 465         BUG_ON(!mem_cont);
 466         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
 467         if (active)
 468                 src = &mz->active_list;
 469         else
 470                 src = &mz->inactive_list;
 471
 472
 473         spin_lock(&mz->lru_lock);
 474         scan = 0;
 475         list_for_each_entry_safe_reverse(pc, tmp, src, lru) {
 476                 if (scan >= nr_to_scan)
 477                         break;
 478                 page = pc->page;
 479
 480                 if (unlikely(!PageLRU(page)))
 481                         continue;
 482
 483                 if (PageActive(page) && !active) {
 484                         __mem_cgroup_move_lists(pc, true);
 485                         continue;
 486                 }
 487                 if (!PageActive(page) && active) {
 488                         __mem_cgroup_move_lists(pc, false);
 489                         continue;
 490                 }
 491
 492                 scan++;
 493                 list_move(&pc->lru, &pc_list);
 494
 495                 if (__isolate_lru_page(page, mode) == 0) {
 496                         list_move(&page->lru, dst);
 497                         nr_taken++;
 498                 }
 499         }
 500
 501         list_splice(&pc_list, src);
 502         spin_unlock(&mz->lru_lock);
 503
 504         *scanned = scan;
 505         return nr_taken;
 506 }
 507
 508 /*
 509  * Charge the memory controller for page usage.
 510  * Return
 511  * 0 if the charge was successful
 512  * < 0 if the cgroup is over its limit
 513  */
 514 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
 515                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
 516 {
 517         struct mem_cgroup *mem;
 518         struct page_cgroup *pc;
 519         unsigned long flags;
 520         unsigned long nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
 521         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
 522
 523         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
 524                 return 0;
 525
 526         /*
 527          * Should page_cgroup's go to their own slab?
 528          * One could optimize the performance of the charging routine
 529          * by saving a bit in the page_flags and using it as a lock
 530          * to see if the cgroup page already has a page_cgroup associated
 531          * with it
 532          */
 533 retry:
 534         lock_page_cgroup(page);
 535         pc = page_get_page_cgroup(page);
 536         /*
 537          * The page_cgroup exists and
 538          * the page has already been accounted.
 539          */
 540         if (pc) {
 541                 VM_BUG_ON(pc->page != page);
 542                 VM_BUG_ON(pc->ref_cnt <= 0);
 543
 544                 pc->ref_cnt++;
 545                 unlock_page_cgroup(page);
 546                 goto done;
 547         }
 548         unlock_page_cgroup(page);
 549
 550         pc = kzalloc(sizeof(struct page_cgroup), gfp_mask);
 551         if (pc == NULL)
 552                 goto err;
 553
 554         /*
 555          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
 556          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
 557          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
 558          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
 559          */
 560         if (!mm)
 561                 mm = &init_mm;
 562
 563         rcu_read_lock();
 564         mem = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
 565         /*
 566          * For every charge from the cgroup, increment reference count
 567          */
 568         css_get(&mem->css);
 569         rcu_read_unlock();
 570
 571         while (res_counter_charge(&mem->res, PAGE_SIZE)) {
 572                 if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
 573                         goto out;
 574
 575                 if (try_to_free_mem_cgroup_pages(mem, gfp_mask))
 576                         continue;
 577
 578                 /*
 579                  * try_to_free_mem_cgroup_pages() might not give us a full
 580                  * picture of reclaim. Some pages are reclaimed and might be
 581                  * moved to swap cache or just unmapped from the cgroup.
 582                  * Check the limit again to see if the reclaim reduced the
 583                  * current usage of the cgroup before giving up
 584                  */
 585                 if (res_counter_check_under_limit(&mem->res))
 586                         continue;
 587
 588                 if (!nr_retries--) {
 589                         mem_cgroup_out_of_memory(mem, gfp_mask);
 590                         goto out;
 591                 }
 592                 congestion_wait(WRITE, HZ/10);
 593         }
 594
 595         pc->ref_cnt = 1;
 596         pc->mem_cgroup = mem;
 597         pc->page = page;
 598         pc->flags = PAGE_CGROUP_FLAG_ACTIVE;
 599         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE)
 600                 pc->flags |= PAGE_CGROUP_FLAG_CACHE;
 601
 602         lock_page_cgroup(page);
 603         if (page_get_page_cgroup(page)) {
 604                 unlock_page_cgroup(page);
 605                 /*
 606                  * Another charge has been added to this page already.
 607                  * We take lock_page_cgroup(page) again and read
 608                  * page->cgroup, increment refcnt.... just retry is OK.
 609                  */
 610                 res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE);
 611                 css_put(&mem->css);
 612                 kfree(pc);
 613                 goto retry;
 614         }
 615         page_assign_page_cgroup(page, pc);
 616
 617         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
 618         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
 619         __mem_cgroup_add_list(pc);
 620         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
 621
 622         unlock_page_cgroup(page);
 623 done:
 624         return 0;
 625 out:
 626         css_put(&mem->css);
 627         kfree(pc);
 628 err:
 629         return -ENOMEM;
 630 }
 631
 632 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
 633 {
 634         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
 635                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
 636 }
 637
 638 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
 639                                 gfp_t gfp_mask)
 640 {
 641         if (!mm)
 642                 mm = &init_mm;
 643         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
 644                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
 645 }
 646
 647 /*
 648  * Uncharging is always a welcome operation, we never complain, simply
 649  * uncharge.
 650  */
 651 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
 652 {
 653         struct page_cgroup *pc;
 654         struct mem_cgroup *mem;
 655         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
 656         unsigned long flags;
 657
 658         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
 659                 return;
 660
 661         /*
 662          * Check if our page_cgroup is valid
 663          */
 664         lock_page_cgroup(page);
 665         pc = page_get_page_cgroup(page);
 666         if (!pc)
 667                 goto unlock;
 668
 669         VM_BUG_ON(pc->page != page);
 670         VM_BUG_ON(pc->ref_cnt <= 0);
 671
 672         if (--(pc->ref_cnt) == 0) {
 673                 mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
 674                 spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
 675                 __mem_cgroup_remove_list(pc);
 676                 spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
 677
 678                 page_assign_page_cgroup(page, NULL);
 679                 unlock_page_cgroup(page);
 680
 681                 mem = pc->mem_cgroup;
 682                 res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE);
 683                 css_put(&mem->css);
 684
 685                 kfree(pc);
 686                 return;
 687         }
 688
 689 unlock:
 690         unlock_page_cgroup(page);
 691 }
 692
 693 /*
 694  * Returns non-zero if a page (under migration) has valid page_cgroup member.
 695  * Refcnt of page_cgroup is incremented.
 696  */
 697 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page)
 698 {
 699         struct page_cgroup *pc;
 700
 701         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
 702                 return 0;
 703
 704         lock_page_cgroup(page);
 705         pc = page_get_page_cgroup(page);
 706         if (pc)
 707                 pc->ref_cnt++;
 708         unlock_page_cgroup(page);
 709         return pc != NULL;
 710 }
 711
 712 void mem_cgroup_end_migration(struct page *page)
 713 {
 714         mem_cgroup_uncharge_page(page);
 715 }
 716
 717 /*
 718  * We know both *page* and *newpage* are now not-on-LRU and PG_locked.
 719  * And no race with uncharge() routines because page_cgroup for *page*
 720  * has extra one reference by mem_cgroup_prepare_migration.
 721  */
 722 void mem_cgroup_page_migration(struct page *page, struct page *newpage)
 723 {
 724         struct page_cgroup *pc;
 725         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
 726         unsigned long flags;
 727
 728         lock_page_cgroup(page);
 729         pc = page_get_page_cgroup(page);
 730         if (!pc) {
 731                 unlock_page_cgroup(page);
 732                 return;
 733         }
 734
 735         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
 736         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
 737         __mem_cgroup_remove_list(pc);
 738         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
 739
 740         page_assign_page_cgroup(page, NULL);
 741         unlock_page_cgroup(page);
 742
 743         pc->page = newpage;
 744         lock_page_cgroup(newpage);
 745         page_assign_page_cgroup(newpage, pc);
 746
 747         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
 748         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
 749         __mem_cgroup_add_list(pc);
 750         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
 751
 752         unlock_page_cgroup(newpage);
 753 }
 754
 755 /*
 756  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
 757  * This routine ignores page_cgroup->ref_cnt.
 758  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
 759  */
 760 #define FORCE_UNCHARGE_BATCH    (128)
 761 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *mem,
 762                             struct mem_cgroup_per_zone *mz,
 763                             int active)
 764 {
 765         struct page_cgroup *pc;
 766         struct page *page;
 767         int count = FORCE_UNCHARGE_BATCH;
 768         unsigned long flags;
 769         struct list_head *list;
 770
 771         if (active)
 772                 list = &mz->active_list;
 773         else
 774                 list = &mz->inactive_list;
 775
 776         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
 777         while (!list_empty(list)) {
 778                 pc = list_entry(list->prev, struct page_cgroup, lru);
 779                 page = pc->page;
 780                 get_page(page);
 781                 spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
 782                 mem_cgroup_uncharge_page(page);
 783                 put_page(page);
 784                 if (--count <= 0) {
 785                         count = FORCE_UNCHARGE_BATCH;
 786                         cond_resched();
 787                 }
 788                 spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
 789         }
 790         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
 791 }
 792
 793 /*
 794  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
 795  * This enables deleting this mem_cgroup.
 796  */
 797 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *mem)
 798 {
 799         int ret = -EBUSY;
 800         int node, zid;
 801
 802         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
 803                 return 0;
 804
 805         css_get(&mem->css);
 806         /*
 807          * page reclaim code (kswapd etc..) will move pages between
 808          * active_list <-> inactive_list while we don't take a lock.
 809          * So, we have to do loop here until all lists are empty.
 810          */
 811         while (mem->res.usage > 0) {
 812                 if (atomic_read(&mem->css.cgroup->count) > 0)
 813                         goto out;
 814                 for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
 815                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
 816                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
 817                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, node, zid);
 818                                 /* drop all page_cgroup in active_list */
 819                                 mem_cgroup_force_empty_list(mem, mz, 1);
 820                                 /* drop all page_cgroup in inactive_list */
 821                                 mem_cgroup_force_empty_list(mem, mz, 0);
 822                         }
 823         }
 824         ret = 0;
 825 out:
 826         css_put(&mem->css);
 827         return ret;
 828 }
 829
 830 static int mem_cgroup_write_strategy(char *buf, unsigned long long *tmp)
 831 {
 832         *tmp = memparse(buf, &buf);
 833         if (*buf != '\0')
 834                 return -EINVAL;
 835
 836         /*
 837          * Round up the value to the closest page size
 838          */
 839         *tmp = ((*tmp + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT) << PAGE_SHIFT;
 840         return 0;
 841 }
 842
 843 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
 844 {
 845         return res_counter_read_u64(&mem_cgroup_from_cont(cont)->res,
 846                                     cft->private);
 847 }
 848
 849 static ssize_t mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
 850                                 struct file *file, const char __user *userbuf,
 851                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
 852 {
 853         return res_counter_write(&mem_cgroup_from_cont(cont)->res,
 854                                 cft->private, userbuf, nbytes, ppos,
 855                                 mem_cgroup_write_strategy);
 856 }
 857
 858 static ssize_t mem_cgroup_max_reset(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
 859                                 struct file *file, const char __user *userbuf,
 860                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
 861 {
 862         struct mem_cgroup *mem;
 863
 864         mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
 865         res_counter_reset_max(&mem->res);
 866         return nbytes;
 867 }
 868
 869 static ssize_t mem_force_empty_write(struct cgroup *cont,
 870                                 struct cftype *cft, struct file *file,
 871                                 const char __user *userbuf,
 872                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
 873 {
 874         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
 875         int ret = mem_cgroup_force_empty(mem);
 876         if (!ret)
 877                 ret = nbytes;
 878         return ret;
 879 }
 880
 881 static const struct mem_cgroup_stat_desc {
 882         const char *msg;
 883         u64 unit;
 884 } mem_cgroup_stat_desc[] = {
 885         [MEM_CGROUP_STAT_CACHE] = { "cache", PAGE_SIZE, },
 886         [MEM_CGROUP_STAT_RSS] = { "rss", PAGE_SIZE, },
 887 };
 888
 889 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
 890                                  struct cgroup_map_cb *cb)
 891 {
 892         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
 893         struct mem_cgroup_stat *stat = &mem_cont->stat;
 894         int i;
 895
 896         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(stat->cpustat[0].count); i++) {
 897                 s64 val;
 898
 899                 val = mem_cgroup_read_stat(stat, i);
 900                 val *= mem_cgroup_stat_desc[i].unit;
 901                 cb->fill(cb, mem_cgroup_stat_desc[i].msg, val);
 902         }
 903         /* showing # of active pages */
 904         {
 905                 unsigned long active, inactive;
 906
 907                 inactive = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem_cont,
 908                                                 MEM_CGROUP_ZSTAT_INACTIVE);
 909                 active = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem_cont,
 910                                                 MEM_CGROUP_ZSTAT_ACTIVE);
 911                 cb->fill(cb, "active", (active) * PAGE_SIZE);
 912                 cb->fill(cb, "inactive", (inactive) * PAGE_SIZE);
 913         }
 914         return 0;
 915 }
 916
 917 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
 918         {
 919                 .name = "usage_in_bytes",
 920                 .private = RES_USAGE,
 921                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
 922         },
 923         {
 924                 .name = "max_usage_in_bytes",
 925                 .private = RES_MAX_USAGE,
 926                 .write = mem_cgroup_max_reset,
 927                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
 928         },
 929         {
 930                 .name = "limit_in_bytes",
 931                 .private = RES_LIMIT,
 932                 .write = mem_cgroup_write,
 933                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
 934         },
 935         {
 936                 .name = "failcnt",
 937                 .private = RES_FAILCNT,
 938                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
 939         },
 940         {
 941                 .name = "force_empty",
 942                 .write = mem_force_empty_write,
 943         },
 944         {
 945                 .name = "stat",
 946                 .read_map = mem_control_stat_show,
 947         },
 948 };
 949
 950 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
 951 {
 952         struct mem_cgroup_per_node *pn;
 953         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
 954         int zone, tmp = node;
 955         /*
 956          * This routine is called against possible nodes.
 957          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
 958          *
 959          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
 960          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
 961          *       function.
 962          */
 963         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
 964                 tmp = -1;
 965         pn = kmalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
 966         if (!pn)
 967                 return 1;
 968
 969         mem->info.nodeinfo[node] = pn;
 970         memset(pn, 0, sizeof(*pn));
 971
 972         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
 973                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
 974                 INIT_LIST_HEAD(&mz->active_list);
 975                 INIT_LIST_HEAD(&mz->inactive_list);
 976                 spin_lock_init(&mz->lru_lock);
 977         }
 978         return 0;
 979 }
 980
 981 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
 982 {
 983         kfree(mem->info.nodeinfo[node]);
 984 }
 985
 986 static struct cgroup_subsys_state *
 987 mem_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
 988 {
 989         struct mem_cgroup *mem;
 990         int node;
 991
 992         if (unlikely((cont->parent) == NULL))
 993                 mem = &init_mem_cgroup;
 994         else
 995                 mem = kzalloc(sizeof(struct mem_cgroup), GFP_KERNEL);
 996
 997         if (mem == NULL)
 998                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 999
1000         res_counter_init(&mem->res);
1001
1002         memset(&mem->info, 0, sizeof(mem->info));
1003
1004         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
1005                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node))
1006                         goto free_out;
1007
1008         return &mem->css;
1009 free_out:
1010         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
1011                 free_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node);
1012         if (cont->parent != NULL)
1013                 kfree(mem);
1014         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1015 }
1016
1017 static void mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
1018                                         struct cgroup *cont)
1019 {
1020         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
1021         mem_cgroup_force_empty(mem);
1022 }
1023
1024 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
1025                                 struct cgroup *cont)
1026 {
1027         int node;
1028         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
1029
1030         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
1031                 free_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node);
1032
1033         kfree(mem_cgroup_from_cont(cont));
1034 }
1035
1036 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
1037                                 struct cgroup *cont)
1038 {
1039         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
1040                 return 0;
1041         return cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
1042                                         ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
1043 }
1044
1045 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
1046                                 struct cgroup *cont,
1047                                 struct cgroup *old_cont,
1048                                 struct task_struct *p)
1049 {
1050         struct mm_struct *mm;
1051         struct mem_cgroup *mem, *old_mem;
1052
1053         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
1054                 return;
1055
1056         mm = get_task_mm(p);
1057         if (mm == NULL)
1058                 return;
1059
1060         mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
1061         old_mem = mem_cgroup_from_cont(old_cont);
1062
1063         if (mem == old_mem)
1064                 goto out;
1065
1066         /*
1067          * Only thread group leaders are allowed to migrate, the mm_struct is
1068          * in effect owned by the leader
1069          */
1070         if (!thread_group_leader(p))
1071                 goto out;
1072
1073 out:
1074         mmput(mm);
1075 }
1076
1077 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
1078         .name = "memory",
1079         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
1080         .create = mem_cgroup_create,
1081         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
1082         .destroy = mem_cgroup_destroy,
1083         .populate = mem_cgroup_populate,
1084         .attach = mem_cgroup_move_task,
1085         .early_init = 0,
1086 };