GNU Linux-libre 5.10.217-gnu1
[releases.git] / mm / oom_kill.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/oom_kill.c
4  * 
5  *  Copyright (C)  1998,2000  Rik van Riel
6  *      Thanks go out to Claus Fischer for some serious inspiration and
7  *      for goading me into coding this file...
8  *  Copyright (C)  2010  Google, Inc.
9  *      Rewritten by David Rientjes
10  *
11  *  The routines in this file are used to kill a process when
12  *  we're seriously out of memory. This gets called from __alloc_pages()
13  *  in mm/page_alloc.c when we really run out of memory.
14  *
15  *  Since we won't call these routines often (on a well-configured
16  *  machine) this file will double as a 'coding guide' and a signpost
17  *  for newbie kernel hackers. It features several pointers to major
18  *  kernel subsystems and hints as to where to find out what things do.
19  */
20
21 #include <linux/oom.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/err.h>
24 #include <linux/gfp.h>
25 #include <linux/sched.h>
26 #include <linux/sched/mm.h>
27 #include <linux/sched/coredump.h>
28 #include <linux/sched/task.h>
29 #include <linux/sched/debug.h>
30 #include <linux/swap.h>
31 #include <linux/timex.h>
32 #include <linux/jiffies.h>
33 #include <linux/cpuset.h>
34 #include <linux/export.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37 #include <linux/mempolicy.h>
38 #include <linux/security.h>
39 #include <linux/ptrace.h>
40 #include <linux/freezer.h>
41 #include <linux/ftrace.h>
42 #include <linux/ratelimit.h>
43 #include <linux/kthread.h>
44 #include <linux/init.h>
45 #include <linux/mmu_notifier.h>
46
47 #include <asm/tlb.h>
48 #include "internal.h"
49 #include "slab.h"
50
51 #define CREATE_TRACE_POINTS
52 #include <trace/events/oom.h>
53
54 int sysctl_panic_on_oom;
55 int sysctl_oom_kill_allocating_task;
56 int sysctl_oom_dump_tasks = 1;
57
58 /*
59  * Serializes oom killer invocations (out_of_memory()) from all contexts to
60  * prevent from over eager oom killing (e.g. when the oom killer is invoked
61  * from different domains).
62  *
63  * oom_killer_disable() relies on this lock to stabilize oom_killer_disabled
64  * and mark_oom_victim
65  */
66 DEFINE_MUTEX(oom_lock);
67 /* Serializes oom_score_adj and oom_score_adj_min updates */
68 DEFINE_MUTEX(oom_adj_mutex);
69
70 static inline bool is_memcg_oom(struct oom_control *oc)
71 {
72         return oc->memcg != NULL;
73 }
74
75 #ifdef CONFIG_NUMA
76 /**
77  * oom_cpuset_eligible() - check task eligiblity for kill
78  * @start: task struct of which task to consider
79  * @oc: pointer to struct oom_control
80  *
81  * Task eligibility is determined by whether or not a candidate task, @tsk,
82  * shares the same mempolicy nodes as current if it is bound by such a policy
83  * and whether or not it has the same set of allowed cpuset nodes.
84  *
85  * This function is assuming oom-killer context and 'current' has triggered
86  * the oom-killer.
87  */
88 static bool oom_cpuset_eligible(struct task_struct *start,
89                                 struct oom_control *oc)
90 {
91         struct task_struct *tsk;
92         bool ret = false;
93         const nodemask_t *mask = oc->nodemask;
94
95         if (is_memcg_oom(oc))
96                 return true;
97
98         rcu_read_lock();
99         for_each_thread(start, tsk) {
100                 if (mask) {
101                         /*
102                          * If this is a mempolicy constrained oom, tsk's
103                          * cpuset is irrelevant.  Only return true if its
104                          * mempolicy intersects current, otherwise it may be
105                          * needlessly killed.
106                          */
107                         ret = mempolicy_nodemask_intersects(tsk, mask);
108                 } else {
109                         /*
110                          * This is not a mempolicy constrained oom, so only
111                          * check the mems of tsk's cpuset.
112                          */
113                         ret = cpuset_mems_allowed_intersects(current, tsk);
114                 }
115                 if (ret)
116                         break;
117         }
118         rcu_read_unlock();
119
120         return ret;
121 }
122 #else
123 static bool oom_cpuset_eligible(struct task_struct *tsk, struct oom_control *oc)
124 {
125         return true;
126 }
127 #endif /* CONFIG_NUMA */
128
129 /*
130  * The process p may have detached its own ->mm while exiting or through
131  * kthread_use_mm(), but one or more of its subthreads may still have a valid
132  * pointer.  Return p, or any of its subthreads with a valid ->mm, with
133  * task_lock() held.
134  */
135 struct task_struct *find_lock_task_mm(struct task_struct *p)
136 {
137         struct task_struct *t;
138
139         rcu_read_lock();
140
141         for_each_thread(p, t) {
142                 task_lock(t);
143                 if (likely(t->mm))
144                         goto found;
145                 task_unlock(t);
146         }
147         t = NULL;
148 found:
149         rcu_read_unlock();
150
151         return t;
152 }
153
154 /*
155  * order == -1 means the oom kill is required by sysrq, otherwise only
156  * for display purposes.
157  */
158 static inline bool is_sysrq_oom(struct oom_control *oc)
159 {
160         return oc->order == -1;
161 }
162
163 /* return true if the task is not adequate as candidate victim task. */
164 static bool oom_unkillable_task(struct task_struct *p)
165 {
166         if (is_global_init(p))
167                 return true;
168         if (p->flags & PF_KTHREAD)
169                 return true;
170         return false;
171 }
172
173 /*
174  * Print out unreclaimble slabs info when unreclaimable slabs amount is greater
175  * than all user memory (LRU pages)
176  */
177 static bool is_dump_unreclaim_slabs(void)
178 {
179         unsigned long nr_lru;
180
181         nr_lru = global_node_page_state(NR_ACTIVE_ANON) +
182                  global_node_page_state(NR_INACTIVE_ANON) +
183                  global_node_page_state(NR_ACTIVE_FILE) +
184                  global_node_page_state(NR_INACTIVE_FILE) +
185                  global_node_page_state(NR_ISOLATED_ANON) +
186                  global_node_page_state(NR_ISOLATED_FILE) +
187                  global_node_page_state(NR_UNEVICTABLE);
188
189         return (global_node_page_state_pages(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B) > nr_lru);
190 }
191
192 /**
193  * oom_badness - heuristic function to determine which candidate task to kill
194  * @p: task struct of which task we should calculate
195  * @totalpages: total present RAM allowed for page allocation
196  *
197  * The heuristic for determining which task to kill is made to be as simple and
198  * predictable as possible.  The goal is to return the highest value for the
199  * task consuming the most memory to avoid subsequent oom failures.
200  */
201 long oom_badness(struct task_struct *p, unsigned long totalpages)
202 {
203         long points;
204         long adj;
205
206         if (oom_unkillable_task(p))
207                 return LONG_MIN;
208
209         p = find_lock_task_mm(p);
210         if (!p)
211                 return LONG_MIN;
212
213         /*
214          * Do not even consider tasks which are explicitly marked oom
215          * unkillable or have been already oom reaped or the are in
216          * the middle of vfork
217          */
218         adj = (long)p->signal->oom_score_adj;
219         if (adj == OOM_SCORE_ADJ_MIN ||
220                         test_bit(MMF_OOM_SKIP, &p->mm->flags) ||
221                         in_vfork(p)) {
222                 task_unlock(p);
223                 return LONG_MIN;
224         }
225
226         /*
227          * The baseline for the badness score is the proportion of RAM that each
228          * task's rss, pagetable and swap space use.
229          */
230         points = get_mm_rss(p->mm) + get_mm_counter(p->mm, MM_SWAPENTS) +
231                 mm_pgtables_bytes(p->mm) / PAGE_SIZE;
232         task_unlock(p);
233
234         /* Normalize to oom_score_adj units */
235         adj *= totalpages / 1000;
236         points += adj;
237
238         return points;
239 }
240
241 static const char * const oom_constraint_text[] = {
242         [CONSTRAINT_NONE] = "CONSTRAINT_NONE",
243         [CONSTRAINT_CPUSET] = "CONSTRAINT_CPUSET",
244         [CONSTRAINT_MEMORY_POLICY] = "CONSTRAINT_MEMORY_POLICY",
245         [CONSTRAINT_MEMCG] = "CONSTRAINT_MEMCG",
246 };
247
248 /*
249  * Determine the type of allocation constraint.
250  */
251 static enum oom_constraint constrained_alloc(struct oom_control *oc)
252 {
253         struct zone *zone;
254         struct zoneref *z;
255         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(oc->gfp_mask);
256         bool cpuset_limited = false;
257         int nid;
258
259         if (is_memcg_oom(oc)) {
260                 oc->totalpages = mem_cgroup_get_max(oc->memcg) ?: 1;
261                 return CONSTRAINT_MEMCG;
262         }
263
264         /* Default to all available memory */
265         oc->totalpages = totalram_pages() + total_swap_pages;
266
267         if (!IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
268                 return CONSTRAINT_NONE;
269
270         if (!oc->zonelist)
271                 return CONSTRAINT_NONE;
272         /*
273          * Reach here only when __GFP_NOFAIL is used. So, we should avoid
274          * to kill current.We have to random task kill in this case.
275          * Hopefully, CONSTRAINT_THISNODE...but no way to handle it, now.
276          */
277         if (oc->gfp_mask & __GFP_THISNODE)
278                 return CONSTRAINT_NONE;
279
280         /*
281          * This is not a __GFP_THISNODE allocation, so a truncated nodemask in
282          * the page allocator means a mempolicy is in effect.  Cpuset policy
283          * is enforced in get_page_from_freelist().
284          */
285         if (oc->nodemask &&
286             !nodes_subset(node_states[N_MEMORY], *oc->nodemask)) {
287                 oc->totalpages = total_swap_pages;
288                 for_each_node_mask(nid, *oc->nodemask)
289                         oc->totalpages += node_present_pages(nid);
290                 return CONSTRAINT_MEMORY_POLICY;
291         }
292
293         /* Check this allocation failure is caused by cpuset's wall function */
294         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, oc->zonelist,
295                         highest_zoneidx, oc->nodemask)
296                 if (!cpuset_zone_allowed(zone, oc->gfp_mask))
297                         cpuset_limited = true;
298
299         if (cpuset_limited) {
300                 oc->totalpages = total_swap_pages;
301                 for_each_node_mask(nid, cpuset_current_mems_allowed)
302                         oc->totalpages += node_present_pages(nid);
303                 return CONSTRAINT_CPUSET;
304         }
305         return CONSTRAINT_NONE;
306 }
307
308 static int oom_evaluate_task(struct task_struct *task, void *arg)
309 {
310         struct oom_control *oc = arg;
311         long points;
312
313         if (oom_unkillable_task(task))
314                 goto next;
315
316         /* p may not have freeable memory in nodemask */
317         if (!is_memcg_oom(oc) && !oom_cpuset_eligible(task, oc))
318                 goto next;
319
320         /*
321          * This task already has access to memory reserves and is being killed.
322          * Don't allow any other task to have access to the reserves unless
323          * the task has MMF_OOM_SKIP because chances that it would release
324          * any memory is quite low.
325          */
326         if (!is_sysrq_oom(oc) && tsk_is_oom_victim(task)) {
327                 if (test_bit(MMF_OOM_SKIP, &task->signal->oom_mm->flags))
328                         goto next;
329                 goto abort;
330         }
331
332         /*
333          * If task is allocating a lot of memory and has been marked to be
334          * killed first if it triggers an oom, then select it.
335          */
336         if (oom_task_origin(task)) {
337                 points = LONG_MAX;
338                 goto select;
339         }
340
341         points = oom_badness(task, oc->totalpages);
342         if (points == LONG_MIN || points < oc->chosen_points)
343                 goto next;
344
345 select:
346         if (oc->chosen)
347                 put_task_struct(oc->chosen);
348         get_task_struct(task);
349         oc->chosen = task;
350         oc->chosen_points = points;
351 next:
352         return 0;
353 abort:
354         if (oc->chosen)
355                 put_task_struct(oc->chosen);
356         oc->chosen = (void *)-1UL;
357         return 1;
358 }
359
360 /*
361  * Simple selection loop. We choose the process with the highest number of
362  * 'points'. In case scan was aborted, oc->chosen is set to -1.
363  */
364 static void select_bad_process(struct oom_control *oc)
365 {
366         oc->chosen_points = LONG_MIN;
367
368         if (is_memcg_oom(oc))
369                 mem_cgroup_scan_tasks(oc->memcg, oom_evaluate_task, oc);
370         else {
371                 struct task_struct *p;
372
373                 rcu_read_lock();
374                 for_each_process(p)
375                         if (oom_evaluate_task(p, oc))
376                                 break;
377                 rcu_read_unlock();
378         }
379 }
380
381 static int dump_task(struct task_struct *p, void *arg)
382 {
383         struct oom_control *oc = arg;
384         struct task_struct *task;
385
386         if (oom_unkillable_task(p))
387                 return 0;
388
389         /* p may not have freeable memory in nodemask */
390         if (!is_memcg_oom(oc) && !oom_cpuset_eligible(p, oc))
391                 return 0;
392
393         task = find_lock_task_mm(p);
394         if (!task) {
395                 /*
396                  * This is a kthread or all of p's threads have already
397                  * detached their mm's.  There's no need to report
398                  * them; they can't be oom killed anyway.
399                  */
400                 return 0;
401         }
402
403         pr_info("[%7d] %5d %5d %8lu %8lu %8ld %8lu         %5hd %s\n",
404                 task->pid, from_kuid(&init_user_ns, task_uid(task)),
405                 task->tgid, task->mm->total_vm, get_mm_rss(task->mm),
406                 mm_pgtables_bytes(task->mm),
407                 get_mm_counter(task->mm, MM_SWAPENTS),
408                 task->signal->oom_score_adj, task->comm);
409         task_unlock(task);
410
411         return 0;
412 }
413
414 /**
415  * dump_tasks - dump current memory state of all system tasks
416  * @oc: pointer to struct oom_control
417  *
418  * Dumps the current memory state of all eligible tasks.  Tasks not in the same
419  * memcg, not in the same cpuset, or bound to a disjoint set of mempolicy nodes
420  * are not shown.
421  * State information includes task's pid, uid, tgid, vm size, rss,
422  * pgtables_bytes, swapents, oom_score_adj value, and name.
423  */
424 static void dump_tasks(struct oom_control *oc)
425 {
426         pr_info("Tasks state (memory values in pages):\n");
427         pr_info("[  pid  ]   uid  tgid total_vm      rss pgtables_bytes swapents oom_score_adj name\n");
428
429         if (is_memcg_oom(oc))
430                 mem_cgroup_scan_tasks(oc->memcg, dump_task, oc);
431         else {
432                 struct task_struct *p;
433
434                 rcu_read_lock();
435                 for_each_process(p)
436                         dump_task(p, oc);
437                 rcu_read_unlock();
438         }
439 }
440
441 static void dump_oom_summary(struct oom_control *oc, struct task_struct *victim)
442 {
443         /* one line summary of the oom killer context. */
444         pr_info("oom-kill:constraint=%s,nodemask=%*pbl",
445                         oom_constraint_text[oc->constraint],
446                         nodemask_pr_args(oc->nodemask));
447         cpuset_print_current_mems_allowed();
448         mem_cgroup_print_oom_context(oc->memcg, victim);
449         pr_cont(",task=%s,pid=%d,uid=%d\n", victim->comm, victim->pid,
450                 from_kuid(&init_user_ns, task_uid(victim)));
451 }
452
453 static void dump_header(struct oom_control *oc, struct task_struct *p)
454 {
455         pr_warn("%s invoked oom-killer: gfp_mask=%#x(%pGg), order=%d, oom_score_adj=%hd\n",
456                 current->comm, oc->gfp_mask, &oc->gfp_mask, oc->order,
457                         current->signal->oom_score_adj);
458         if (!IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && oc->order)
459                 pr_warn("COMPACTION is disabled!!!\n");
460
461         dump_stack();
462         if (is_memcg_oom(oc))
463                 mem_cgroup_print_oom_meminfo(oc->memcg);
464         else {
465                 show_mem(SHOW_MEM_FILTER_NODES, oc->nodemask);
466                 if (is_dump_unreclaim_slabs())
467                         dump_unreclaimable_slab();
468         }
469         if (sysctl_oom_dump_tasks)
470                 dump_tasks(oc);
471         if (p)
472                 dump_oom_summary(oc, p);
473 }
474
475 /*
476  * Number of OOM victims in flight
477  */
478 static atomic_t oom_victims = ATOMIC_INIT(0);
479 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(oom_victims_wait);
480
481 static bool oom_killer_disabled __read_mostly;
482
483 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
484
485 /*
486  * task->mm can be NULL if the task is the exited group leader.  So to
487  * determine whether the task is using a particular mm, we examine all the
488  * task's threads: if one of those is using this mm then this task was also
489  * using it.
490  */
491 bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm)
492 {
493         struct task_struct *t;
494
495         for_each_thread(p, t) {
496                 struct mm_struct *t_mm = READ_ONCE(t->mm);
497                 if (t_mm)
498                         return t_mm == mm;
499         }
500         return false;
501 }
502
503 #ifdef CONFIG_MMU
504 /*
505  * OOM Reaper kernel thread which tries to reap the memory used by the OOM
506  * victim (if that is possible) to help the OOM killer to move on.
507  */
508 static struct task_struct *oom_reaper_th;
509 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(oom_reaper_wait);
510 static struct task_struct *oom_reaper_list;
511 static DEFINE_SPINLOCK(oom_reaper_lock);
512
513 bool __oom_reap_task_mm(struct mm_struct *mm)
514 {
515         struct vm_area_struct *vma;
516         bool ret = true;
517
518         /*
519          * Tell all users of get_user/copy_from_user etc... that the content
520          * is no longer stable. No barriers really needed because unmapping
521          * should imply barriers already and the reader would hit a page fault
522          * if it stumbled over a reaped memory.
523          */
524         set_bit(MMF_UNSTABLE, &mm->flags);
525
526         for (vma = mm->mmap ; vma; vma = vma->vm_next) {
527                 if (!can_madv_lru_vma(vma))
528                         continue;
529
530                 /*
531                  * Only anonymous pages have a good chance to be dropped
532                  * without additional steps which we cannot afford as we
533                  * are OOM already.
534                  *
535                  * We do not even care about fs backed pages because all
536                  * which are reclaimable have already been reclaimed and
537                  * we do not want to block exit_mmap by keeping mm ref
538                  * count elevated without a good reason.
539                  */
540                 if (vma_is_anonymous(vma) || !(vma->vm_flags & VM_SHARED)) {
541                         struct mmu_notifier_range range;
542                         struct mmu_gather tlb;
543
544                         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_UNMAP, 0,
545                                                 vma, mm, vma->vm_start,
546                                                 vma->vm_end);
547                         tlb_gather_mmu(&tlb, mm, range.start, range.end);
548                         if (mmu_notifier_invalidate_range_start_nonblock(&range)) {
549                                 tlb_finish_mmu(&tlb, range.start, range.end);
550                                 ret = false;
551                                 continue;
552                         }
553                         unmap_page_range(&tlb, vma, range.start, range.end, NULL);
554                         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
555                         tlb_finish_mmu(&tlb, range.start, range.end);
556                 }
557         }
558
559         return ret;
560 }
561
562 /*
563  * Reaps the address space of the give task.
564  *
565  * Returns true on success and false if none or part of the address space
566  * has been reclaimed and the caller should retry later.
567  */
568 static bool oom_reap_task_mm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm)
569 {
570         bool ret = true;
571
572         if (!mmap_read_trylock(mm)) {
573                 trace_skip_task_reaping(tsk->pid);
574                 return false;
575         }
576
577         /*
578          * MMF_OOM_SKIP is set by exit_mmap when the OOM reaper can't
579          * work on the mm anymore. The check for MMF_OOM_SKIP must run
580          * under mmap_lock for reading because it serializes against the
581          * mmap_write_lock();mmap_write_unlock() cycle in exit_mmap().
582          */
583         if (test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags)) {
584                 trace_skip_task_reaping(tsk->pid);
585                 goto out_unlock;
586         }
587
588         trace_start_task_reaping(tsk->pid);
589
590         /* failed to reap part of the address space. Try again later */
591         ret = __oom_reap_task_mm(mm);
592         if (!ret)
593                 goto out_finish;
594
595         pr_info("oom_reaper: reaped process %d (%s), now anon-rss:%lukB, file-rss:%lukB, shmem-rss:%lukB\n",
596                         task_pid_nr(tsk), tsk->comm,
597                         K(get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES)),
598                         K(get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES)),
599                         K(get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES)));
600 out_finish:
601         trace_finish_task_reaping(tsk->pid);
602 out_unlock:
603         mmap_read_unlock(mm);
604
605         return ret;
606 }
607
608 #define MAX_OOM_REAP_RETRIES 10
609 static void oom_reap_task(struct task_struct *tsk)
610 {
611         int attempts = 0;
612         struct mm_struct *mm = tsk->signal->oom_mm;
613
614         /* Retry the mmap_read_trylock(mm) a few times */
615         while (attempts++ < MAX_OOM_REAP_RETRIES && !oom_reap_task_mm(tsk, mm))
616                 schedule_timeout_idle(HZ/10);
617
618         if (attempts <= MAX_OOM_REAP_RETRIES ||
619             test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags))
620                 goto done;
621
622         pr_info("oom_reaper: unable to reap pid:%d (%s)\n",
623                 task_pid_nr(tsk), tsk->comm);
624         sched_show_task(tsk);
625         debug_show_all_locks();
626
627 done:
628         tsk->oom_reaper_list = NULL;
629
630         /*
631          * Hide this mm from OOM killer because it has been either reaped or
632          * somebody can't call mmap_write_unlock(mm).
633          */
634         set_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags);
635
636         /* Drop a reference taken by queue_oom_reaper */
637         put_task_struct(tsk);
638 }
639
640 static int oom_reaper(void *unused)
641 {
642         while (true) {
643                 struct task_struct *tsk = NULL;
644
645                 wait_event_freezable(oom_reaper_wait, oom_reaper_list != NULL);
646                 spin_lock_irq(&oom_reaper_lock);
647                 if (oom_reaper_list != NULL) {
648                         tsk = oom_reaper_list;
649                         oom_reaper_list = tsk->oom_reaper_list;
650                 }
651                 spin_unlock_irq(&oom_reaper_lock);
652
653                 if (tsk)
654                         oom_reap_task(tsk);
655         }
656
657         return 0;
658 }
659
660 static void wake_oom_reaper(struct timer_list *timer)
661 {
662         struct task_struct *tsk = container_of(timer, struct task_struct,
663                         oom_reaper_timer);
664         struct mm_struct *mm = tsk->signal->oom_mm;
665         unsigned long flags;
666
667         /* The victim managed to terminate on its own - see exit_mmap */
668         if (test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags)) {
669                 put_task_struct(tsk);
670                 return;
671         }
672
673         spin_lock_irqsave(&oom_reaper_lock, flags);
674         tsk->oom_reaper_list = oom_reaper_list;
675         oom_reaper_list = tsk;
676         spin_unlock_irqrestore(&oom_reaper_lock, flags);
677         trace_wake_reaper(tsk->pid);
678         wake_up(&oom_reaper_wait);
679 }
680
681 /*
682  * Give the OOM victim time to exit naturally before invoking the oom_reaping.
683  * The timers timeout is arbitrary... the longer it is, the longer the worst
684  * case scenario for the OOM can take. If it is too small, the oom_reaper can
685  * get in the way and release resources needed by the process exit path.
686  * e.g. The futex robust list can sit in Anon|Private memory that gets reaped
687  * before the exit path is able to wake the futex waiters.
688  */
689 #define OOM_REAPER_DELAY (2*HZ)
690 static void queue_oom_reaper(struct task_struct *tsk)
691 {
692         /* mm is already queued? */
693         if (test_and_set_bit(MMF_OOM_REAP_QUEUED, &tsk->signal->oom_mm->flags))
694                 return;
695
696         get_task_struct(tsk);
697         timer_setup(&tsk->oom_reaper_timer, wake_oom_reaper, 0);
698         tsk->oom_reaper_timer.expires = jiffies + OOM_REAPER_DELAY;
699         add_timer(&tsk->oom_reaper_timer);
700 }
701
702 static int __init oom_init(void)
703 {
704         oom_reaper_th = kthread_run(oom_reaper, NULL, "oom_reaper");
705         return 0;
706 }
707 subsys_initcall(oom_init)
708 #else
709 static inline void queue_oom_reaper(struct task_struct *tsk)
710 {
711 }
712 #endif /* CONFIG_MMU */
713
714 /**
715  * mark_oom_victim - mark the given task as OOM victim
716  * @tsk: task to mark
717  *
718  * Has to be called with oom_lock held and never after
719  * oom has been disabled already.
720  *
721  * tsk->mm has to be non NULL and caller has to guarantee it is stable (either
722  * under task_lock or operate on the current).
723  */
724 static void mark_oom_victim(struct task_struct *tsk)
725 {
726         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
727
728         WARN_ON(oom_killer_disabled);
729         /* OOM killer might race with memcg OOM */
730         if (test_and_set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_MEMDIE))
731                 return;
732
733         /* oom_mm is bound to the signal struct life time. */
734         if (!cmpxchg(&tsk->signal->oom_mm, NULL, mm)) {
735                 mmgrab(tsk->signal->oom_mm);
736                 set_bit(MMF_OOM_VICTIM, &mm->flags);
737         }
738
739         /*
740          * Make sure that the task is woken up from uninterruptible sleep
741          * if it is frozen because OOM killer wouldn't be able to free
742          * any memory and livelock. freezing_slow_path will tell the freezer
743          * that TIF_MEMDIE tasks should be ignored.
744          */
745         __thaw_task(tsk);
746         atomic_inc(&oom_victims);
747         trace_mark_victim(tsk->pid);
748 }
749
750 /**
751  * exit_oom_victim - note the exit of an OOM victim
752  */
753 void exit_oom_victim(void)
754 {
755         clear_thread_flag(TIF_MEMDIE);
756
757         if (!atomic_dec_return(&oom_victims))
758                 wake_up_all(&oom_victims_wait);
759 }
760
761 /**
762  * oom_killer_enable - enable OOM killer
763  */
764 void oom_killer_enable(void)
765 {
766         oom_killer_disabled = false;
767         pr_info("OOM killer enabled.\n");
768 }
769
770 /**
771  * oom_killer_disable - disable OOM killer
772  * @timeout: maximum timeout to wait for oom victims in jiffies
773  *
774  * Forces all page allocations to fail rather than trigger OOM killer.
775  * Will block and wait until all OOM victims are killed or the given
776  * timeout expires.
777  *
778  * The function cannot be called when there are runnable user tasks because
779  * the userspace would see unexpected allocation failures as a result. Any
780  * new usage of this function should be consulted with MM people.
781  *
782  * Returns true if successful and false if the OOM killer cannot be
783  * disabled.
784  */
785 bool oom_killer_disable(signed long timeout)
786 {
787         signed long ret;
788
789         /*
790          * Make sure to not race with an ongoing OOM killer. Check that the
791          * current is not killed (possibly due to sharing the victim's memory).
792          */
793         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
794                 return false;
795         oom_killer_disabled = true;
796         mutex_unlock(&oom_lock);
797
798         ret = wait_event_interruptible_timeout(oom_victims_wait,
799                         !atomic_read(&oom_victims), timeout);
800         if (ret <= 0) {
801                 oom_killer_enable();
802                 return false;
803         }
804         pr_info("OOM killer disabled.\n");
805
806         return true;
807 }
808
809 static inline bool __task_will_free_mem(struct task_struct *task)
810 {
811         struct signal_struct *sig = task->signal;
812
813         /*
814          * A coredumping process may sleep for an extended period in exit_mm(),
815          * so the oom killer cannot assume that the process will promptly exit
816          * and release memory.
817          */
818         if (sig->flags & SIGNAL_GROUP_COREDUMP)
819                 return false;
820
821         if (sig->flags & SIGNAL_GROUP_EXIT)
822                 return true;
823
824         if (thread_group_empty(task) && (task->flags & PF_EXITING))
825                 return true;
826
827         return false;
828 }
829
830 /*
831  * Checks whether the given task is dying or exiting and likely to
832  * release its address space. This means that all threads and processes
833  * sharing the same mm have to be killed or exiting.
834  * Caller has to make sure that task->mm is stable (hold task_lock or
835  * it operates on the current).
836  */
837 static bool task_will_free_mem(struct task_struct *task)
838 {
839         struct mm_struct *mm = task->mm;
840         struct task_struct *p;
841         bool ret = true;
842
843         /*
844          * Skip tasks without mm because it might have passed its exit_mm and
845          * exit_oom_victim. oom_reaper could have rescued that but do not rely
846          * on that for now. We can consider find_lock_task_mm in future.
847          */
848         if (!mm)
849                 return false;
850
851         if (!__task_will_free_mem(task))
852                 return false;
853
854         /*
855          * This task has already been drained by the oom reaper so there are
856          * only small chances it will free some more
857          */
858         if (test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags))
859                 return false;
860
861         if (atomic_read(&mm->mm_users) <= 1)
862                 return true;
863
864         /*
865          * Make sure that all tasks which share the mm with the given tasks
866          * are dying as well to make sure that a) nobody pins its mm and
867          * b) the task is also reapable by the oom reaper.
868          */
869         rcu_read_lock();
870         for_each_process(p) {
871                 if (!process_shares_mm(p, mm))
872                         continue;
873                 if (same_thread_group(task, p))
874                         continue;
875                 ret = __task_will_free_mem(p);
876                 if (!ret)
877                         break;
878         }
879         rcu_read_unlock();
880
881         return ret;
882 }
883
884 static void __oom_kill_process(struct task_struct *victim, const char *message)
885 {
886         struct task_struct *p;
887         struct mm_struct *mm;
888         bool can_oom_reap = true;
889
890         p = find_lock_task_mm(victim);
891         if (!p) {
892                 pr_info("%s: OOM victim %d (%s) is already exiting. Skip killing the task\n",
893                         message, task_pid_nr(victim), victim->comm);
894                 put_task_struct(victim);
895                 return;
896         } else if (victim != p) {
897                 get_task_struct(p);
898                 put_task_struct(victim);
899                 victim = p;
900         }
901
902         /* Get a reference to safely compare mm after task_unlock(victim) */
903         mm = victim->mm;
904         mmgrab(mm);
905
906         /* Raise event before sending signal: task reaper must see this */
907         count_vm_event(OOM_KILL);
908         memcg_memory_event_mm(mm, MEMCG_OOM_KILL);
909
910         /*
911          * We should send SIGKILL before granting access to memory reserves
912          * in order to prevent the OOM victim from depleting the memory
913          * reserves from the user space under its control.
914          */
915         do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV, victim, PIDTYPE_TGID);
916         mark_oom_victim(victim);
917         pr_err("%s: Killed process %d (%s) total-vm:%lukB, anon-rss:%lukB, file-rss:%lukB, shmem-rss:%lukB, UID:%u pgtables:%lukB oom_score_adj:%hd\n",
918                 message, task_pid_nr(victim), victim->comm, K(mm->total_vm),
919                 K(get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES)),
920                 K(get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES)),
921                 K(get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES)),
922                 from_kuid(&init_user_ns, task_uid(victim)),
923                 mm_pgtables_bytes(mm) >> 10, victim->signal->oom_score_adj);
924         task_unlock(victim);
925
926         /*
927          * Kill all user processes sharing victim->mm in other thread groups, if
928          * any.  They don't get access to memory reserves, though, to avoid
929          * depletion of all memory.  This prevents mm->mmap_lock livelock when an
930          * oom killed thread cannot exit because it requires the semaphore and
931          * its contended by another thread trying to allocate memory itself.
932          * That thread will now get access to memory reserves since it has a
933          * pending fatal signal.
934          */
935         rcu_read_lock();
936         for_each_process(p) {
937                 if (!process_shares_mm(p, mm))
938                         continue;
939                 if (same_thread_group(p, victim))
940                         continue;
941                 if (is_global_init(p)) {
942                         can_oom_reap = false;
943                         set_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags);
944                         pr_info("oom killer %d (%s) has mm pinned by %d (%s)\n",
945                                         task_pid_nr(victim), victim->comm,
946                                         task_pid_nr(p), p->comm);
947                         continue;
948                 }
949                 /*
950                  * No kthead_use_mm() user needs to read from the userspace so
951                  * we are ok to reap it.
952                  */
953                 if (unlikely(p->flags & PF_KTHREAD))
954                         continue;
955                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV, p, PIDTYPE_TGID);
956         }
957         rcu_read_unlock();
958
959         if (can_oom_reap)
960                 queue_oom_reaper(victim);
961
962         mmdrop(mm);
963         put_task_struct(victim);
964 }
965 #undef K
966
967 /*
968  * Kill provided task unless it's secured by setting
969  * oom_score_adj to OOM_SCORE_ADJ_MIN.
970  */
971 static int oom_kill_memcg_member(struct task_struct *task, void *message)
972 {
973         if (task->signal->oom_score_adj != OOM_SCORE_ADJ_MIN &&
974             !is_global_init(task)) {
975                 get_task_struct(task);
976                 __oom_kill_process(task, message);
977         }
978         return 0;
979 }
980
981 static void oom_kill_process(struct oom_control *oc, const char *message)
982 {
983         struct task_struct *victim = oc->chosen;
984         struct mem_cgroup *oom_group;
985         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
986                                               DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
987
988         /*
989          * If the task is already exiting, don't alarm the sysadmin or kill
990          * its children or threads, just give it access to memory reserves
991          * so it can die quickly
992          */
993         task_lock(victim);
994         if (task_will_free_mem(victim)) {
995                 mark_oom_victim(victim);
996                 queue_oom_reaper(victim);
997                 task_unlock(victim);
998                 put_task_struct(victim);
999                 return;
1000         }
1001         task_unlock(victim);
1002
1003         if (__ratelimit(&oom_rs))
1004                 dump_header(oc, victim);
1005
1006         /*
1007          * Do we need to kill the entire memory cgroup?
1008          * Or even one of the ancestor memory cgroups?
1009          * Check this out before killing the victim task.
1010          */
1011         oom_group = mem_cgroup_get_oom_group(victim, oc->memcg);
1012
1013         __oom_kill_process(victim, message);
1014
1015         /*
1016          * If necessary, kill all tasks in the selected memory cgroup.
1017          */
1018         if (oom_group) {
1019                 mem_cgroup_print_oom_group(oom_group);
1020                 mem_cgroup_scan_tasks(oom_group, oom_kill_memcg_member,
1021                                       (void*)message);
1022                 mem_cgroup_put(oom_group);
1023         }
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Determines whether the kernel must panic because of the panic_on_oom sysctl.
1028  */
1029 static void check_panic_on_oom(struct oom_control *oc)
1030 {
1031         if (likely(!sysctl_panic_on_oom))
1032                 return;
1033         if (sysctl_panic_on_oom != 2) {
1034                 /*
1035                  * panic_on_oom == 1 only affects CONSTRAINT_NONE, the kernel
1036                  * does not panic for cpuset, mempolicy, or memcg allocation
1037                  * failures.
1038                  */
1039                 if (oc->constraint != CONSTRAINT_NONE)
1040                         return;
1041         }
1042         /* Do not panic for oom kills triggered by sysrq */
1043         if (is_sysrq_oom(oc))
1044                 return;
1045         dump_header(oc, NULL);
1046         panic("Out of memory: %s panic_on_oom is enabled\n",
1047                 sysctl_panic_on_oom == 2 ? "compulsory" : "system-wide");
1048 }
1049
1050 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(oom_notify_list);
1051
1052 int register_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
1053 {
1054         return blocking_notifier_chain_register(&oom_notify_list, nb);
1055 }
1056 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_oom_notifier);
1057
1058 int unregister_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
1059 {
1060         return blocking_notifier_chain_unregister(&oom_notify_list, nb);
1061 }
1062 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_oom_notifier);
1063
1064 /**
1065  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
1066  * @oc: pointer to struct oom_control
1067  *
1068  * If we run out of memory, we have the choice between either
1069  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
1070  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
1071  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
1072  */
1073 bool out_of_memory(struct oom_control *oc)
1074 {
1075         unsigned long freed = 0;
1076
1077         if (oom_killer_disabled)
1078                 return false;
1079
1080         if (!is_memcg_oom(oc)) {
1081                 blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
1082                 if (freed > 0)
1083                         /* Got some memory back in the last second. */
1084                         return true;
1085         }
1086
1087         /*
1088          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1089          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1090          * quickly exit and free its memory.
1091          */
1092         if (task_will_free_mem(current)) {
1093                 mark_oom_victim(current);
1094                 queue_oom_reaper(current);
1095                 return true;
1096         }
1097
1098         /*
1099          * The OOM killer does not compensate for IO-less reclaim.
1100          * pagefault_out_of_memory lost its gfp context so we have to
1101          * make sure exclude 0 mask - all other users should have at least
1102          * ___GFP_DIRECT_RECLAIM to get here. But mem_cgroup_oom() has to
1103          * invoke the OOM killer even if it is a GFP_NOFS allocation.
1104          */
1105         if (oc->gfp_mask && !(oc->gfp_mask & __GFP_FS) && !is_memcg_oom(oc))
1106                 return true;
1107
1108         /*
1109          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
1110          * NUMA and memcg) that may require different handling.
1111          */
1112         oc->constraint = constrained_alloc(oc);
1113         if (oc->constraint != CONSTRAINT_MEMORY_POLICY)
1114                 oc->nodemask = NULL;
1115         check_panic_on_oom(oc);
1116
1117         if (!is_memcg_oom(oc) && sysctl_oom_kill_allocating_task &&
1118             current->mm && !oom_unkillable_task(current) &&
1119             oom_cpuset_eligible(current, oc) &&
1120             current->signal->oom_score_adj != OOM_SCORE_ADJ_MIN) {
1121                 get_task_struct(current);
1122                 oc->chosen = current;
1123                 oom_kill_process(oc, "Out of memory (oom_kill_allocating_task)");
1124                 return true;
1125         }
1126
1127         select_bad_process(oc);
1128         /* Found nothing?!?! */
1129         if (!oc->chosen) {
1130                 dump_header(oc, NULL);
1131                 pr_warn("Out of memory and no killable processes...\n");
1132                 /*
1133                  * If we got here due to an actual allocation at the
1134                  * system level, we cannot survive this and will enter
1135                  * an endless loop in the allocator. Bail out now.
1136                  */
1137                 if (!is_sysrq_oom(oc) && !is_memcg_oom(oc))
1138                         panic("System is deadlocked on memory\n");
1139         }
1140         if (oc->chosen && oc->chosen != (void *)-1UL)
1141                 oom_kill_process(oc, !is_memcg_oom(oc) ? "Out of memory" :
1142                                  "Memory cgroup out of memory");
1143         return !!oc->chosen;
1144 }
1145
1146 /*
1147  * The pagefault handler calls here because some allocation has failed. We have
1148  * to take care of the memcg OOM here because this is the only safe context without
1149  * any locks held but let the oom killer triggered from the allocation context care
1150  * about the global OOM.
1151  */
1152 void pagefault_out_of_memory(void)
1153 {
1154         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(pfoom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1155                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1156
1157         if (mem_cgroup_oom_synchronize(true))
1158                 return;
1159
1160         if (fatal_signal_pending(current))
1161                 return;
1162
1163         if (__ratelimit(&pfoom_rs))
1164                 pr_warn("Huh VM_FAULT_OOM leaked out to the #PF handler. Retrying PF\n");
1165 }