Linux 6.9-rc1
[linux-2.6-microblaze.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/syscalls.h>
32 #include <linux/timex.h>
33 #include <linux/jiffies.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/export.h>
36 #include <linux/notifier.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/security.h>
40 #include <linux/ptrace.h>
41 #include <linux/freezer.h>
42 #include <linux/ftrace.h>
43 #include <linux/ratelimit.h>
44 #include <linux/kthread.h>
45 #include <linux/init.h>
46 #include <linux/mmu_notifier.h>
47
48 #include <asm/tlb.h>
49 #include "internal.h"
50 #include "slab.h"
51
52 #define CREATE_TRACE_POINTS
53 #include <trace/events/oom.h>
54
55 static int sysctl_panic_on_oom;
56 static int sysctl_oom_kill_allocating_task;
57 static int sysctl_oom_dump_tasks = 1;
58
59 /*
60  * Serializes oom killer invocations (out_of_memory()) from all contexts to
61  * prevent from over eager oom killing (e.g. when the oom killer is invoked
62  * from different domains).
63  *
64  * oom_killer_disable() relies on this lock to stabilize oom_killer_disabled
65  * and mark_oom_victim
66  */
67 DEFINE_MUTEX(oom_lock);
68 /* Serializes oom_score_adj and oom_score_adj_min updates */
69 DEFINE_MUTEX(oom_adj_mutex);
70
71 static inline bool is_memcg_oom(struct oom_control *oc)
72 {
73         return oc->memcg != NULL;
74 }
75
76 #ifdef CONFIG_NUMA
77 /**
78  * oom_cpuset_eligible() - check task eligibility for kill
79  * @start: task struct of which task to consider
80  * @oc: pointer to struct oom_control
81  *
82  * Task eligibility is determined by whether or not a candidate task, @tsk,
83  * shares the same mempolicy nodes as current if it is bound by such a policy
84  * and whether or not it has the same set of allowed cpuset nodes.
85  *
86  * This function is assuming oom-killer context and 'current' has triggered
87  * the oom-killer.
88  */
89 static bool oom_cpuset_eligible(struct task_struct *start,
90                                 struct oom_control *oc)
91 {
92         struct task_struct *tsk;
93         bool ret = false;
94         const nodemask_t *mask = oc->nodemask;
95
96         rcu_read_lock();
97         for_each_thread(start, tsk) {
98                 if (mask) {
99                         /*
100                          * If this is a mempolicy constrained oom, tsk's
101                          * cpuset is irrelevant.  Only return true if its
102                          * mempolicy intersects current, otherwise it may be
103                          * needlessly killed.
104                          */
105                         ret = mempolicy_in_oom_domain(tsk, mask);
106                 } else {
107                         /*
108                          * This is not a mempolicy constrained oom, so only
109                          * check the mems of tsk's cpuset.
110                          */
111                         ret = cpuset_mems_allowed_intersects(current, tsk);
112                 }
113                 if (ret)
114                         break;
115         }
116         rcu_read_unlock();
117
118         return ret;
119 }
120 #else
121 static bool oom_cpuset_eligible(struct task_struct *tsk, struct oom_control *oc)
122 {
123         return true;
124 }
125 #endif /* CONFIG_NUMA */
126
127 /*
128  * The process p may have detached its own ->mm while exiting or through
129  * kthread_use_mm(), but one or more of its subthreads may still have a valid
130  * pointer.  Return p, or any of its subthreads with a valid ->mm, with
131  * task_lock() held.
132  */
133 struct task_struct *find_lock_task_mm(struct task_struct *p)
134 {
135         struct task_struct *t;
136
137         rcu_read_lock();
138
139         for_each_thread(p, t) {
140                 task_lock(t);
141                 if (likely(t->mm))
142                         goto found;
143                 task_unlock(t);
144         }
145         t = NULL;
146 found:
147         rcu_read_unlock();
148
149         return t;
150 }
151
152 /*
153  * order == -1 means the oom kill is required by sysrq, otherwise only
154  * for display purposes.
155  */
156 static inline bool is_sysrq_oom(struct oom_control *oc)
157 {
158         return oc->order == -1;
159 }
160
161 /* return true if the task is not adequate as candidate victim task. */
162 static bool oom_unkillable_task(struct task_struct *p)
163 {
164         if (is_global_init(p))
165                 return true;
166         if (p->flags & PF_KTHREAD)
167                 return true;
168         return false;
169 }
170
171 /*
172  * Check whether unreclaimable slab amount is greater than
173  * all user memory(LRU pages).
174  * dump_unreclaimable_slab() could help in the case that
175  * oom due to too much unreclaimable slab used by kernel.
176 */
177 static bool should_dump_unreclaim_slab(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                  * All of p's threads have already detached their mm's. There's
397                  * no need to report them; they can't be oom killed anyway.
398                  */
399                 return 0;
400         }
401
402         pr_info("[%7d] %5d %5d %8lu %8lu %8ld %8lu         %5hd %s\n",
403                 task->pid, from_kuid(&init_user_ns, task_uid(task)),
404                 task->tgid, task->mm->total_vm, get_mm_rss(task->mm),
405                 mm_pgtables_bytes(task->mm),
406                 get_mm_counter(task->mm, MM_SWAPENTS),
407                 task->signal->oom_score_adj, task->comm);
408         task_unlock(task);
409
410         return 0;
411 }
412
413 /**
414  * dump_tasks - dump current memory state of all system tasks
415  * @oc: pointer to struct oom_control
416  *
417  * Dumps the current memory state of all eligible tasks.  Tasks not in the same
418  * memcg, not in the same cpuset, or bound to a disjoint set of mempolicy nodes
419  * are not shown.
420  * State information includes task's pid, uid, tgid, vm size, rss,
421  * pgtables_bytes, swapents, oom_score_adj value, and name.
422  */
423 static void dump_tasks(struct oom_control *oc)
424 {
425         pr_info("Tasks state (memory values in pages):\n");
426         pr_info("[  pid  ]   uid  tgid total_vm      rss pgtables_bytes swapents oom_score_adj name\n");
427
428         if (is_memcg_oom(oc))
429                 mem_cgroup_scan_tasks(oc->memcg, dump_task, oc);
430         else {
431                 struct task_struct *p;
432
433                 rcu_read_lock();
434                 for_each_process(p)
435                         dump_task(p, oc);
436                 rcu_read_unlock();
437         }
438 }
439
440 static void dump_oom_summary(struct oom_control *oc, struct task_struct *victim)
441 {
442         /* one line summary of the oom killer context. */
443         pr_info("oom-kill:constraint=%s,nodemask=%*pbl",
444                         oom_constraint_text[oc->constraint],
445                         nodemask_pr_args(oc->nodemask));
446         cpuset_print_current_mems_allowed();
447         mem_cgroup_print_oom_context(oc->memcg, victim);
448         pr_cont(",task=%s,pid=%d,uid=%d\n", victim->comm, victim->pid,
449                 from_kuid(&init_user_ns, task_uid(victim)));
450 }
451
452 static void dump_header(struct oom_control *oc, struct task_struct *p)
453 {
454         pr_warn("%s invoked oom-killer: gfp_mask=%#x(%pGg), order=%d, oom_score_adj=%hd\n",
455                 current->comm, oc->gfp_mask, &oc->gfp_mask, oc->order,
456                         current->signal->oom_score_adj);
457         if (!IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && oc->order)
458                 pr_warn("COMPACTION is disabled!!!\n");
459
460         dump_stack();
461         if (is_memcg_oom(oc))
462                 mem_cgroup_print_oom_meminfo(oc->memcg);
463         else {
464                 show_mem(SHOW_MEM_FILTER_NODES, oc->nodemask);
465                 if (should_dump_unreclaim_slab())
466                         dump_unreclaimable_slab();
467         }
468         if (sysctl_oom_dump_tasks)
469                 dump_tasks(oc);
470         if (p)
471                 dump_oom_summary(oc, p);
472 }
473
474 /*
475  * Number of OOM victims in flight
476  */
477 static atomic_t oom_victims = ATOMIC_INIT(0);
478 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(oom_victims_wait);
479
480 static bool oom_killer_disabled __read_mostly;
481
482 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
483
484 /*
485  * task->mm can be NULL if the task is the exited group leader.  So to
486  * determine whether the task is using a particular mm, we examine all the
487  * task's threads: if one of those is using this mm then this task was also
488  * using it.
489  */
490 bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm)
491 {
492         struct task_struct *t;
493
494         for_each_thread(p, t) {
495                 struct mm_struct *t_mm = READ_ONCE(t->mm);
496                 if (t_mm)
497                         return t_mm == mm;
498         }
499         return false;
500 }
501
502 #ifdef CONFIG_MMU
503 /*
504  * OOM Reaper kernel thread which tries to reap the memory used by the OOM
505  * victim (if that is possible) to help the OOM killer to move on.
506  */
507 static struct task_struct *oom_reaper_th;
508 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(oom_reaper_wait);
509 static struct task_struct *oom_reaper_list;
510 static DEFINE_SPINLOCK(oom_reaper_lock);
511
512 bool __oom_reap_task_mm(struct mm_struct *mm)
513 {
514         struct vm_area_struct *vma;
515         bool ret = true;
516
517         /*
518          * Tell all users of get_user/copy_from_user etc... that the content
519          * is no longer stable. No barriers really needed because unmapping
520          * should imply barriers already and the reader would hit a page fault
521          * if it stumbled over a reaped memory.
522          */
523         set_bit(MMF_UNSTABLE, &mm->flags);
524
525         for (vma = mm->mmap ; vma; vma = vma->vm_next) {
526                 if (vma->vm_flags & (VM_HUGETLB|VM_PFNMAP))
527                         continue;
528
529                 /*
530                  * Only anonymous pages have a good chance to be dropped
531                  * without additional steps which we cannot afford as we
532                  * are OOM already.
533                  *
534                  * We do not even care about fs backed pages because all
535                  * which are reclaimable have already been reclaimed and
536                  * we do not want to block exit_mmap by keeping mm ref
537                  * count elevated without a good reason.
538                  */
539                 if (vma_is_anonymous(vma) || !(vma->vm_flags & VM_SHARED)) {
540                         struct mmu_notifier_range range;
541                         struct mmu_gather tlb;
542
543                         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_UNMAP, 0,
544                                                 vma, mm, vma->vm_start,
545                                                 vma->vm_end);
546                         tlb_gather_mmu(&tlb, mm);
547                         if (mmu_notifier_invalidate_range_start_nonblock(&range)) {
548                                 tlb_finish_mmu(&tlb);
549                                 ret = false;
550                                 continue;
551                         }
552                         unmap_page_range(&tlb, vma, range.start, range.end, NULL);
553                         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
554                         tlb_finish_mmu(&tlb);
555                 }
556         }
557
558         return ret;
559 }
560
561 /*
562  * Reaps the address space of the give task.
563  *
564  * Returns true on success and false if none or part of the address space
565  * has been reclaimed and the caller should retry later.
566  */
567 static bool oom_reap_task_mm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm)
568 {
569         bool ret = true;
570
571         if (!mmap_read_trylock(mm)) {
572                 trace_skip_task_reaping(tsk->pid);
573                 return false;
574         }
575
576         /*
577          * MMF_OOM_SKIP is set by exit_mmap when the OOM reaper can't
578          * work on the mm anymore. The check for MMF_OOM_SKIP must run
579          * under mmap_lock for reading because it serializes against the
580          * mmap_write_lock();mmap_write_unlock() cycle in exit_mmap().
581          */
582         if (test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags)) {
583                 trace_skip_task_reaping(tsk->pid);
584                 goto out_unlock;
585         }
586
587         trace_start_task_reaping(tsk->pid);
588
589         /* failed to reap part of the address space. Try again later */
590         ret = __oom_reap_task_mm(mm);
591         if (!ret)
592                 goto out_finish;
593
594         pr_info("oom_reaper: reaped process %d (%s), now anon-rss:%lukB, file-rss:%lukB, shmem-rss:%lukB\n",
595                         task_pid_nr(tsk), tsk->comm,
596                         K(get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES)),
597                         K(get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES)),
598                         K(get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES)));
599 out_finish:
600         trace_finish_task_reaping(tsk->pid);
601 out_unlock:
602         mmap_read_unlock(mm);
603
604         return ret;
605 }
606
607 #define MAX_OOM_REAP_RETRIES 10
608 static void oom_reap_task(struct task_struct *tsk)
609 {
610         int attempts = 0;
611         struct mm_struct *mm = tsk->signal->oom_mm;
612
613         /* Retry the mmap_read_trylock(mm) a few times */
614         while (attempts++ < MAX_OOM_REAP_RETRIES && !oom_reap_task_mm(tsk, mm))
615                 schedule_timeout_idle(HZ/10);
616
617         if (attempts <= MAX_OOM_REAP_RETRIES ||
618             test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags))
619                 goto done;
620
621         pr_info("oom_reaper: unable to reap pid:%d (%s)\n",
622                 task_pid_nr(tsk), tsk->comm);
623         sched_show_task(tsk);
624         debug_show_all_locks();
625
626 done:
627         tsk->oom_reaper_list = NULL;
628
629         /*
630          * Hide this mm from OOM killer because it has been either reaped or
631          * somebody can't call mmap_write_unlock(mm).
632          */
633         set_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags);
634
635         /* Drop a reference taken by queue_oom_reaper */
636         put_task_struct(tsk);
637 }
638
639 static int oom_reaper(void *unused)
640 {
641         set_freezable();
642
643         while (true) {
644                 struct task_struct *tsk = NULL;
645
646                 wait_event_freezable(oom_reaper_wait, oom_reaper_list != NULL);
647                 spin_lock_irq(&oom_reaper_lock);
648                 if (oom_reaper_list != NULL) {
649                         tsk = oom_reaper_list;
650                         oom_reaper_list = tsk->oom_reaper_list;
651                 }
652                 spin_unlock_irq(&oom_reaper_lock);
653
654                 if (tsk)
655                         oom_reap_task(tsk);
656         }
657
658         return 0;
659 }
660
661 static void wake_oom_reaper(struct timer_list *timer)
662 {
663         struct task_struct *tsk = container_of(timer, struct task_struct,
664                         oom_reaper_timer);
665         struct mm_struct *mm = tsk->signal->oom_mm;
666         unsigned long flags;
667
668         /* The victim managed to terminate on its own - see exit_mmap */
669         if (test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags)) {
670                 put_task_struct(tsk);
671                 return;
672         }
673
674         spin_lock_irqsave(&oom_reaper_lock, flags);
675         tsk->oom_reaper_list = oom_reaper_list;
676         oom_reaper_list = tsk;
677         spin_unlock_irqrestore(&oom_reaper_lock, flags);
678         trace_wake_reaper(tsk->pid);
679         wake_up(&oom_reaper_wait);
680 }
681
682 /*
683  * Give the OOM victim time to exit naturally before invoking the oom_reaping.
684  * The timers timeout is arbitrary... the longer it is, the longer the worst
685  * case scenario for the OOM can take. If it is too small, the oom_reaper can
686  * get in the way and release resources needed by the process exit path.
687  * e.g. The futex robust list can sit in Anon|Private memory that gets reaped
688  * before the exit path is able to wake the futex waiters.
689  */
690 #define OOM_REAPER_DELAY (2*HZ)
691 static void queue_oom_reaper(struct task_struct *tsk)
692 {
693         /* mm is already queued? */
694         if (test_and_set_bit(MMF_OOM_REAP_QUEUED, &tsk->signal->oom_mm->flags))
695                 return;
696
697         get_task_struct(tsk);
698         timer_setup(&tsk->oom_reaper_timer, wake_oom_reaper, 0);
699         tsk->oom_reaper_timer.expires = jiffies + OOM_REAPER_DELAY;
700         add_timer(&tsk->oom_reaper_timer);
701 }
702
703 #ifdef CONFIG_SYSCTL
704 static struct ctl_table vm_oom_kill_table[] = {
705         {
706                 .procname       = "panic_on_oom",
707                 .data           = &sysctl_panic_on_oom,
708                 .maxlen         = sizeof(sysctl_panic_on_oom),
709                 .mode           = 0644,
710                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
711                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
712                 .extra2         = SYSCTL_TWO,
713         },
714         {
715                 .procname       = "oom_kill_allocating_task",
716                 .data           = &sysctl_oom_kill_allocating_task,
717                 .maxlen         = sizeof(sysctl_oom_kill_allocating_task),
718                 .mode           = 0644,
719                 .proc_handler   = proc_dointvec,
720         },
721         {
722                 .procname       = "oom_dump_tasks",
723                 .data           = &sysctl_oom_dump_tasks,
724                 .maxlen         = sizeof(sysctl_oom_dump_tasks),
725                 .mode           = 0644,
726                 .proc_handler   = proc_dointvec,
727         },
728         {}
729 };
730 #endif
731
732 static int __init oom_init(void)
733 {
734         oom_reaper_th = kthread_run(oom_reaper, NULL, "oom_reaper");
735 #ifdef CONFIG_SYSCTL
736         register_sysctl_init("vm", vm_oom_kill_table);
737 #endif
738         return 0;
739 }
740 subsys_initcall(oom_init)
741 #else
742 static inline void queue_oom_reaper(struct task_struct *tsk)
743 {
744 }
745 #endif /* CONFIG_MMU */
746
747 /**
748  * mark_oom_victim - mark the given task as OOM victim
749  * @tsk: task to mark
750  *
751  * Has to be called with oom_lock held and never after
752  * oom has been disabled already.
753  *
754  * tsk->mm has to be non NULL and caller has to guarantee it is stable (either
755  * under task_lock or operate on the current).
756  */
757 static void mark_oom_victim(struct task_struct *tsk)
758 {
759         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
760
761         WARN_ON(oom_killer_disabled);
762         /* OOM killer might race with memcg OOM */
763         if (test_and_set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_MEMDIE))
764                 return;
765
766         /* oom_mm is bound to the signal struct life time. */
767         if (!cmpxchg(&tsk->signal->oom_mm, NULL, mm)) {
768                 mmgrab(tsk->signal->oom_mm);
769                 set_bit(MMF_OOM_VICTIM, &mm->flags);
770         }
771
772         /*
773          * Make sure that the task is woken up from uninterruptible sleep
774          * if it is frozen because OOM killer wouldn't be able to free
775          * any memory and livelock. freezing_slow_path will tell the freezer
776          * that TIF_MEMDIE tasks should be ignored.
777          */
778         __thaw_task(tsk);
779         atomic_inc(&oom_victims);
780         trace_mark_victim(tsk->pid);
781 }
782
783 /**
784  * exit_oom_victim - note the exit of an OOM victim
785  */
786 void exit_oom_victim(void)
787 {
788         clear_thread_flag(TIF_MEMDIE);
789
790         if (!atomic_dec_return(&oom_victims))
791                 wake_up_all(&oom_victims_wait);
792 }
793
794 /**
795  * oom_killer_enable - enable OOM killer
796  */
797 void oom_killer_enable(void)
798 {
799         oom_killer_disabled = false;
800         pr_info("OOM killer enabled.\n");
801 }
802
803 /**
804  * oom_killer_disable - disable OOM killer
805  * @timeout: maximum timeout to wait for oom victims in jiffies
806  *
807  * Forces all page allocations to fail rather than trigger OOM killer.
808  * Will block and wait until all OOM victims are killed or the given
809  * timeout expires.
810  *
811  * The function cannot be called when there are runnable user tasks because
812  * the userspace would see unexpected allocation failures as a result. Any
813  * new usage of this function should be consulted with MM people.
814  *
815  * Returns true if successful and false if the OOM killer cannot be
816  * disabled.
817  */
818 bool oom_killer_disable(signed long timeout)
819 {
820         signed long ret;
821
822         /*
823          * Make sure to not race with an ongoing OOM killer. Check that the
824          * current is not killed (possibly due to sharing the victim's memory).
825          */
826         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
827                 return false;
828         oom_killer_disabled = true;
829         mutex_unlock(&oom_lock);
830
831         ret = wait_event_interruptible_timeout(oom_victims_wait,
832                         !atomic_read(&oom_victims), timeout);
833         if (ret <= 0) {
834                 oom_killer_enable();
835                 return false;
836         }
837         pr_info("OOM killer disabled.\n");
838
839         return true;
840 }
841
842 static inline bool __task_will_free_mem(struct task_struct *task)
843 {
844         struct signal_struct *sig = task->signal;
845
846         /*
847          * A coredumping process may sleep for an extended period in
848          * coredump_task_exit(), so the oom killer cannot assume that
849          * the process will promptly exit and release memory.
850          */
851         if (sig->core_state)
852                 return false;
853
854         if (sig->flags & SIGNAL_GROUP_EXIT)
855                 return true;
856
857         if (thread_group_empty(task) && (task->flags & PF_EXITING))
858                 return true;
859
860         return false;
861 }
862
863 /*
864  * Checks whether the given task is dying or exiting and likely to
865  * release its address space. This means that all threads and processes
866  * sharing the same mm have to be killed or exiting.
867  * Caller has to make sure that task->mm is stable (hold task_lock or
868  * it operates on the current).
869  */
870 static bool task_will_free_mem(struct task_struct *task)
871 {
872         struct mm_struct *mm = task->mm;
873         struct task_struct *p;
874         bool ret = true;
875
876         /*
877          * Skip tasks without mm because it might have passed its exit_mm and
878          * exit_oom_victim. oom_reaper could have rescued that but do not rely
879          * on that for now. We can consider find_lock_task_mm in future.
880          */
881         if (!mm)
882                 return false;
883
884         if (!__task_will_free_mem(task))
885                 return false;
886
887         /*
888          * This task has already been drained by the oom reaper so there are
889          * only small chances it will free some more
890          */
891         if (test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags))
892                 return false;
893
894         if (atomic_read(&mm->mm_users) <= 1)
895                 return true;
896
897         /*
898          * Make sure that all tasks which share the mm with the given tasks
899          * are dying as well to make sure that a) nobody pins its mm and
900          * b) the task is also reapable by the oom reaper.
901          */
902         rcu_read_lock();
903         for_each_process(p) {
904                 if (!process_shares_mm(p, mm))
905                         continue;
906                 if (same_thread_group(task, p))
907                         continue;
908                 ret = __task_will_free_mem(p);
909                 if (!ret)
910                         break;
911         }
912         rcu_read_unlock();
913
914         return ret;
915 }
916
917 static void __oom_kill_process(struct task_struct *victim, const char *message)
918 {
919         struct task_struct *p;
920         struct mm_struct *mm;
921         bool can_oom_reap = true;
922
923         p = find_lock_task_mm(victim);
924         if (!p) {
925                 pr_info("%s: OOM victim %d (%s) is already exiting. Skip killing the task\n",
926                         message, task_pid_nr(victim), victim->comm);
927                 put_task_struct(victim);
928                 return;
929         } else if (victim != p) {
930                 get_task_struct(p);
931                 put_task_struct(victim);
932                 victim = p;
933         }
934
935         /* Get a reference to safely compare mm after task_unlock(victim) */
936         mm = victim->mm;
937         mmgrab(mm);
938
939         /* Raise event before sending signal: task reaper must see this */
940         count_vm_event(OOM_KILL);
941         memcg_memory_event_mm(mm, MEMCG_OOM_KILL);
942
943         /*
944          * We should send SIGKILL before granting access to memory reserves
945          * in order to prevent the OOM victim from depleting the memory
946          * reserves from the user space under its control.
947          */
948         do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV, victim, PIDTYPE_TGID);
949         mark_oom_victim(victim);
950         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",
951                 message, task_pid_nr(victim), victim->comm, K(mm->total_vm),
952                 K(get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES)),
953                 K(get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES)),
954                 K(get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES)),
955                 from_kuid(&init_user_ns, task_uid(victim)),
956                 mm_pgtables_bytes(mm) >> 10, victim->signal->oom_score_adj);
957         task_unlock(victim);
958
959         /*
960          * Kill all user processes sharing victim->mm in other thread groups, if
961          * any.  They don't get access to memory reserves, though, to avoid
962          * depletion of all memory.  This prevents mm->mmap_lock livelock when an
963          * oom killed thread cannot exit because it requires the semaphore and
964          * its contended by another thread trying to allocate memory itself.
965          * That thread will now get access to memory reserves since it has a
966          * pending fatal signal.
967          */
968         rcu_read_lock();
969         for_each_process(p) {
970                 if (!process_shares_mm(p, mm))
971                         continue;
972                 if (same_thread_group(p, victim))
973                         continue;
974                 if (is_global_init(p)) {
975                         can_oom_reap = false;
976                         set_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags);
977                         pr_info("oom killer %d (%s) has mm pinned by %d (%s)\n",
978                                         task_pid_nr(victim), victim->comm,
979                                         task_pid_nr(p), p->comm);
980                         continue;
981                 }
982                 /*
983                  * No kthread_use_mm() user needs to read from the userspace so
984                  * we are ok to reap it.
985                  */
986                 if (unlikely(p->flags & PF_KTHREAD))
987                         continue;
988                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV, p, PIDTYPE_TGID);
989         }
990         rcu_read_unlock();
991
992         if (can_oom_reap)
993                 queue_oom_reaper(victim);
994
995         mmdrop(mm);
996         put_task_struct(victim);
997 }
998 #undef K
999
1000 /*
1001  * Kill provided task unless it's secured by setting
1002  * oom_score_adj to OOM_SCORE_ADJ_MIN.
1003  */
1004 static int oom_kill_memcg_member(struct task_struct *task, void *message)
1005 {
1006         if (task->signal->oom_score_adj != OOM_SCORE_ADJ_MIN &&
1007             !is_global_init(task)) {
1008                 get_task_struct(task);
1009                 __oom_kill_process(task, message);
1010         }
1011         return 0;
1012 }
1013
1014 static void oom_kill_process(struct oom_control *oc, const char *message)
1015 {
1016         struct task_struct *victim = oc->chosen;
1017         struct mem_cgroup *oom_group;
1018         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1019                                               DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1020
1021         /*
1022          * If the task is already exiting, don't alarm the sysadmin or kill
1023          * its children or threads, just give it access to memory reserves
1024          * so it can die quickly
1025          */
1026         task_lock(victim);
1027         if (task_will_free_mem(victim)) {
1028                 mark_oom_victim(victim);
1029                 queue_oom_reaper(victim);
1030                 task_unlock(victim);
1031                 put_task_struct(victim);
1032                 return;
1033         }
1034         task_unlock(victim);
1035
1036         if (__ratelimit(&oom_rs))
1037                 dump_header(oc, victim);
1038
1039         /*
1040          * Do we need to kill the entire memory cgroup?
1041          * Or even one of the ancestor memory cgroups?
1042          * Check this out before killing the victim task.
1043          */
1044         oom_group = mem_cgroup_get_oom_group(victim, oc->memcg);
1045
1046         __oom_kill_process(victim, message);
1047
1048         /*
1049          * If necessary, kill all tasks in the selected memory cgroup.
1050          */
1051         if (oom_group) {
1052                 memcg_memory_event(oom_group, MEMCG_OOM_GROUP_KILL);
1053                 mem_cgroup_print_oom_group(oom_group);
1054                 mem_cgroup_scan_tasks(oom_group, oom_kill_memcg_member,
1055                                       (void *)message);
1056                 mem_cgroup_put(oom_group);
1057         }
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Determines whether the kernel must panic because of the panic_on_oom sysctl.
1062  */
1063 static void check_panic_on_oom(struct oom_control *oc)
1064 {
1065         if (likely(!sysctl_panic_on_oom))
1066                 return;
1067         if (sysctl_panic_on_oom != 2) {
1068                 /*
1069                  * panic_on_oom == 1 only affects CONSTRAINT_NONE, the kernel
1070                  * does not panic for cpuset, mempolicy, or memcg allocation
1071                  * failures.
1072                  */
1073                 if (oc->constraint != CONSTRAINT_NONE)
1074                         return;
1075         }
1076         /* Do not panic for oom kills triggered by sysrq */
1077         if (is_sysrq_oom(oc))
1078                 return;
1079         dump_header(oc, NULL);
1080         panic("Out of memory: %s panic_on_oom is enabled\n",
1081                 sysctl_panic_on_oom == 2 ? "compulsory" : "system-wide");
1082 }
1083
1084 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(oom_notify_list);
1085
1086 int register_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
1087 {
1088         return blocking_notifier_chain_register(&oom_notify_list, nb);
1089 }
1090 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_oom_notifier);
1091
1092 int unregister_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
1093 {
1094         return blocking_notifier_chain_unregister(&oom_notify_list, nb);
1095 }
1096 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_oom_notifier);
1097
1098 /**
1099  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
1100  * @oc: pointer to struct oom_control
1101  *
1102  * If we run out of memory, we have the choice between either
1103  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
1104  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
1105  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
1106  */
1107 bool out_of_memory(struct oom_control *oc)
1108 {
1109         unsigned long freed = 0;
1110
1111         if (oom_killer_disabled)
1112                 return false;
1113
1114         if (!is_memcg_oom(oc)) {
1115                 blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
1116                 if (freed > 0 && !is_sysrq_oom(oc))
1117                         /* Got some memory back in the last second. */
1118                         return true;
1119         }
1120
1121         /*
1122          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1123          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1124          * quickly exit and free its memory.
1125          */
1126         if (task_will_free_mem(current)) {
1127                 mark_oom_victim(current);
1128                 queue_oom_reaper(current);
1129                 return true;
1130         }
1131
1132         /*
1133          * The OOM killer does not compensate for IO-less reclaim.
1134          * pagefault_out_of_memory lost its gfp context so we have to
1135          * make sure exclude 0 mask - all other users should have at least
1136          * ___GFP_DIRECT_RECLAIM to get here. But mem_cgroup_oom() has to
1137          * invoke the OOM killer even if it is a GFP_NOFS allocation.
1138          */
1139         if (oc->gfp_mask && !(oc->gfp_mask & __GFP_FS) && !is_memcg_oom(oc))
1140                 return true;
1141
1142         /*
1143          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
1144          * NUMA and memcg) that may require different handling.
1145          */
1146         oc->constraint = constrained_alloc(oc);
1147         if (oc->constraint != CONSTRAINT_MEMORY_POLICY)
1148                 oc->nodemask = NULL;
1149         check_panic_on_oom(oc);
1150
1151         if (!is_memcg_oom(oc) && sysctl_oom_kill_allocating_task &&
1152             current->mm && !oom_unkillable_task(current) &&
1153             oom_cpuset_eligible(current, oc) &&
1154             current->signal->oom_score_adj != OOM_SCORE_ADJ_MIN) {
1155                 get_task_struct(current);
1156                 oc->chosen = current;
1157                 oom_kill_process(oc, "Out of memory (oom_kill_allocating_task)");
1158                 return true;
1159         }
1160
1161         select_bad_process(oc);
1162         /* Found nothing?!?! */
1163         if (!oc->chosen) {
1164                 dump_header(oc, NULL);
1165                 pr_warn("Out of memory and no killable processes...\n");
1166                 /*
1167                  * If we got here due to an actual allocation at the
1168                  * system level, we cannot survive this and will enter
1169                  * an endless loop in the allocator. Bail out now.
1170                  */
1171                 if (!is_sysrq_oom(oc) && !is_memcg_oom(oc))
1172                         panic("System is deadlocked on memory\n");
1173         }
1174         if (oc->chosen && oc->chosen != (void *)-1UL)
1175                 oom_kill_process(oc, !is_memcg_oom(oc) ? "Out of memory" :
1176                                  "Memory cgroup out of memory");
1177         return !!oc->chosen;
1178 }
1179
1180 /*
1181  * The pagefault handler calls here because some allocation has failed. We have
1182  * to take care of the memcg OOM here because this is the only safe context without
1183  * any locks held but let the oom killer triggered from the allocation context care
1184  * about the global OOM.
1185  */
1186 void pagefault_out_of_memory(void)
1187 {
1188         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(pfoom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1189                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1190
1191         if (mem_cgroup_oom_synchronize(true))
1192                 return;
1193
1194         if (fatal_signal_pending(current))
1195                 return;
1196
1197         if (__ratelimit(&pfoom_rs))
1198                 pr_warn("Huh VM_FAULT_OOM leaked out to the #PF handler. Retrying PF\n");
1199 }
1200
1201 SYSCALL_DEFINE2(process_mrelease, int, pidfd, unsigned int, flags)
1202 {
1203 #ifdef CONFIG_MMU
1204         struct mm_struct *mm = NULL;
1205         struct task_struct *task;
1206         struct task_struct *p;
1207         unsigned int f_flags;
1208         bool reap = false;
1209         long ret = 0;
1210
1211         if (flags)
1212                 return -EINVAL;
1213
1214         task = pidfd_get_task(pidfd, &f_flags);
1215         if (IS_ERR(task))
1216                 return PTR_ERR(task);
1217
1218         /*
1219          * Make sure to choose a thread which still has a reference to mm
1220          * during the group exit
1221          */
1222         p = find_lock_task_mm(task);
1223         if (!p) {
1224                 ret = -ESRCH;
1225                 goto put_task;
1226         }
1227
1228         mm = p->mm;
1229         mmgrab(mm);
1230
1231         if (task_will_free_mem(p))
1232                 reap = true;
1233         else {
1234                 /* Error only if the work has not been done already */
1235                 if (!test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags))
1236                         ret = -EINVAL;
1237         }
1238         task_unlock(p);
1239
1240         if (!reap)
1241                 goto drop_mm;
1242
1243         if (mmap_read_lock_killable(mm)) {
1244                 ret = -EINTR;
1245                 goto drop_mm;
1246         }
1247         /*
1248          * Check MMF_OOM_SKIP again under mmap_read_lock protection to ensure
1249          * possible change in exit_mmap is seen
1250          */
1251         if (!test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags) && !__oom_reap_task_mm(mm))
1252                 ret = -EAGAIN;
1253         mmap_read_unlock(mm);
1254
1255 drop_mm:
1256         mmdrop(mm);
1257 put_task:
1258         put_task_struct(task);
1259         return ret;
1260 #else
1261         return -ENOSYS;
1262 #endif /* CONFIG_MMU */
1263 }