mm/oom_kill: use vma iterators instead of vma linked list
[platform/kernel/linux-starfive.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         VMA_ITERATOR(vmi, mm, 0);
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_each_vma(vmi, vma) {
527                 if (vma->vm_flags & (VM_HUGETLB|VM_PFNMAP))
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);
548                         if (mmu_notifier_invalidate_range_start_nonblock(&range)) {
549                                 tlb_finish_mmu(&tlb);
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);
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         set_freezable();
643
644         while (true) {
645                 struct task_struct *tsk = NULL;
646
647                 wait_event_freezable(oom_reaper_wait, oom_reaper_list != NULL);
648                 spin_lock_irq(&oom_reaper_lock);
649                 if (oom_reaper_list != NULL) {
650                         tsk = oom_reaper_list;
651                         oom_reaper_list = tsk->oom_reaper_list;
652                 }
653                 spin_unlock_irq(&oom_reaper_lock);
654
655                 if (tsk)
656                         oom_reap_task(tsk);
657         }
658
659         return 0;
660 }
661
662 static void wake_oom_reaper(struct timer_list *timer)
663 {
664         struct task_struct *tsk = container_of(timer, struct task_struct,
665                         oom_reaper_timer);
666         struct mm_struct *mm = tsk->signal->oom_mm;
667         unsigned long flags;
668
669         /* The victim managed to terminate on its own - see exit_mmap */
670         if (test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags)) {
671                 put_task_struct(tsk);
672                 return;
673         }
674
675         spin_lock_irqsave(&oom_reaper_lock, flags);
676         tsk->oom_reaper_list = oom_reaper_list;
677         oom_reaper_list = tsk;
678         spin_unlock_irqrestore(&oom_reaper_lock, flags);
679         trace_wake_reaper(tsk->pid);
680         wake_up(&oom_reaper_wait);
681 }
682
683 /*
684  * Give the OOM victim time to exit naturally before invoking the oom_reaping.
685  * The timers timeout is arbitrary... the longer it is, the longer the worst
686  * case scenario for the OOM can take. If it is too small, the oom_reaper can
687  * get in the way and release resources needed by the process exit path.
688  * e.g. The futex robust list can sit in Anon|Private memory that gets reaped
689  * before the exit path is able to wake the futex waiters.
690  */
691 #define OOM_REAPER_DELAY (2*HZ)
692 static void queue_oom_reaper(struct task_struct *tsk)
693 {
694         /* mm is already queued? */
695         if (test_and_set_bit(MMF_OOM_REAP_QUEUED, &tsk->signal->oom_mm->flags))
696                 return;
697
698         get_task_struct(tsk);
699         timer_setup(&tsk->oom_reaper_timer, wake_oom_reaper, 0);
700         tsk->oom_reaper_timer.expires = jiffies + OOM_REAPER_DELAY;
701         add_timer(&tsk->oom_reaper_timer);
702 }
703
704 #ifdef CONFIG_SYSCTL
705 static struct ctl_table vm_oom_kill_table[] = {
706         {
707                 .procname       = "panic_on_oom",
708                 .data           = &sysctl_panic_on_oom,
709                 .maxlen         = sizeof(sysctl_panic_on_oom),
710                 .mode           = 0644,
711                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
712                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
713                 .extra2         = SYSCTL_TWO,
714         },
715         {
716                 .procname       = "oom_kill_allocating_task",
717                 .data           = &sysctl_oom_kill_allocating_task,
718                 .maxlen         = sizeof(sysctl_oom_kill_allocating_task),
719                 .mode           = 0644,
720                 .proc_handler   = proc_dointvec,
721         },
722         {
723                 .procname       = "oom_dump_tasks",
724                 .data           = &sysctl_oom_dump_tasks,
725                 .maxlen         = sizeof(sysctl_oom_dump_tasks),
726                 .mode           = 0644,
727                 .proc_handler   = proc_dointvec,
728         },
729         {}
730 };
731 #endif
732
733 static int __init oom_init(void)
734 {
735         oom_reaper_th = kthread_run(oom_reaper, NULL, "oom_reaper");
736 #ifdef CONFIG_SYSCTL
737         register_sysctl_init("vm", vm_oom_kill_table);
738 #endif
739         return 0;
740 }
741 subsys_initcall(oom_init)
742 #else
743 static inline void queue_oom_reaper(struct task_struct *tsk)
744 {
745 }
746 #endif /* CONFIG_MMU */
747
748 /**
749  * mark_oom_victim - mark the given task as OOM victim
750  * @tsk: task to mark
751  *
752  * Has to be called with oom_lock held and never after
753  * oom has been disabled already.
754  *
755  * tsk->mm has to be non NULL and caller has to guarantee it is stable (either
756  * under task_lock or operate on the current).
757  */
758 static void mark_oom_victim(struct task_struct *tsk)
759 {
760         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
761
762         WARN_ON(oom_killer_disabled);
763         /* OOM killer might race with memcg OOM */
764         if (test_and_set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_MEMDIE))
765                 return;
766
767         /* oom_mm is bound to the signal struct life time. */
768         if (!cmpxchg(&tsk->signal->oom_mm, NULL, mm)) {
769                 mmgrab(tsk->signal->oom_mm);
770                 set_bit(MMF_OOM_VICTIM, &mm->flags);
771         }
772
773         /*
774          * Make sure that the task is woken up from uninterruptible sleep
775          * if it is frozen because OOM killer wouldn't be able to free
776          * any memory and livelock. freezing_slow_path will tell the freezer
777          * that TIF_MEMDIE tasks should be ignored.
778          */
779         __thaw_task(tsk);
780         atomic_inc(&oom_victims);
781         trace_mark_victim(tsk->pid);
782 }
783
784 /**
785  * exit_oom_victim - note the exit of an OOM victim
786  */
787 void exit_oom_victim(void)
788 {
789         clear_thread_flag(TIF_MEMDIE);
790
791         if (!atomic_dec_return(&oom_victims))
792                 wake_up_all(&oom_victims_wait);
793 }
794
795 /**
796  * oom_killer_enable - enable OOM killer
797  */
798 void oom_killer_enable(void)
799 {
800         oom_killer_disabled = false;
801         pr_info("OOM killer enabled.\n");
802 }
803
804 /**
805  * oom_killer_disable - disable OOM killer
806  * @timeout: maximum timeout to wait for oom victims in jiffies
807  *
808  * Forces all page allocations to fail rather than trigger OOM killer.
809  * Will block and wait until all OOM victims are killed or the given
810  * timeout expires.
811  *
812  * The function cannot be called when there are runnable user tasks because
813  * the userspace would see unexpected allocation failures as a result. Any
814  * new usage of this function should be consulted with MM people.
815  *
816  * Returns true if successful and false if the OOM killer cannot be
817  * disabled.
818  */
819 bool oom_killer_disable(signed long timeout)
820 {
821         signed long ret;
822
823         /*
824          * Make sure to not race with an ongoing OOM killer. Check that the
825          * current is not killed (possibly due to sharing the victim's memory).
826          */
827         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
828                 return false;
829         oom_killer_disabled = true;
830         mutex_unlock(&oom_lock);
831
832         ret = wait_event_interruptible_timeout(oom_victims_wait,
833                         !atomic_read(&oom_victims), timeout);
834         if (ret <= 0) {
835                 oom_killer_enable();
836                 return false;
837         }
838         pr_info("OOM killer disabled.\n");
839
840         return true;
841 }
842
843 static inline bool __task_will_free_mem(struct task_struct *task)
844 {
845         struct signal_struct *sig = task->signal;
846
847         /*
848          * A coredumping process may sleep for an extended period in
849          * coredump_task_exit(), so the oom killer cannot assume that
850          * the process will promptly exit and release memory.
851          */
852         if (sig->core_state)
853                 return false;
854
855         if (sig->flags & SIGNAL_GROUP_EXIT)
856                 return true;
857
858         if (thread_group_empty(task) && (task->flags & PF_EXITING))
859                 return true;
860
861         return false;
862 }
863
864 /*
865  * Checks whether the given task is dying or exiting and likely to
866  * release its address space. This means that all threads and processes
867  * sharing the same mm have to be killed or exiting.
868  * Caller has to make sure that task->mm is stable (hold task_lock or
869  * it operates on the current).
870  */
871 static bool task_will_free_mem(struct task_struct *task)
872 {
873         struct mm_struct *mm = task->mm;
874         struct task_struct *p;
875         bool ret = true;
876
877         /*
878          * Skip tasks without mm because it might have passed its exit_mm and
879          * exit_oom_victim. oom_reaper could have rescued that but do not rely
880          * on that for now. We can consider find_lock_task_mm in future.
881          */
882         if (!mm)
883                 return false;
884
885         if (!__task_will_free_mem(task))
886                 return false;
887
888         /*
889          * This task has already been drained by the oom reaper so there are
890          * only small chances it will free some more
891          */
892         if (test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags))
893                 return false;
894
895         if (atomic_read(&mm->mm_users) <= 1)
896                 return true;
897
898         /*
899          * Make sure that all tasks which share the mm with the given tasks
900          * are dying as well to make sure that a) nobody pins its mm and
901          * b) the task is also reapable by the oom reaper.
902          */
903         rcu_read_lock();
904         for_each_process(p) {
905                 if (!process_shares_mm(p, mm))
906                         continue;
907                 if (same_thread_group(task, p))
908                         continue;
909                 ret = __task_will_free_mem(p);
910                 if (!ret)
911                         break;
912         }
913         rcu_read_unlock();
914
915         return ret;
916 }
917
918 static void __oom_kill_process(struct task_struct *victim, const char *message)
919 {
920         struct task_struct *p;
921         struct mm_struct *mm;
922         bool can_oom_reap = true;
923
924         p = find_lock_task_mm(victim);
925         if (!p) {
926                 pr_info("%s: OOM victim %d (%s) is already exiting. Skip killing the task\n",
927                         message, task_pid_nr(victim), victim->comm);
928                 put_task_struct(victim);
929                 return;
930         } else if (victim != p) {
931                 get_task_struct(p);
932                 put_task_struct(victim);
933                 victim = p;
934         }
935
936         /* Get a reference to safely compare mm after task_unlock(victim) */
937         mm = victim->mm;
938         mmgrab(mm);
939
940         /* Raise event before sending signal: task reaper must see this */
941         count_vm_event(OOM_KILL);
942         memcg_memory_event_mm(mm, MEMCG_OOM_KILL);
943
944         /*
945          * We should send SIGKILL before granting access to memory reserves
946          * in order to prevent the OOM victim from depleting the memory
947          * reserves from the user space under its control.
948          */
949         do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV, victim, PIDTYPE_TGID);
950         mark_oom_victim(victim);
951         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",
952                 message, task_pid_nr(victim), victim->comm, K(mm->total_vm),
953                 K(get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES)),
954                 K(get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES)),
955                 K(get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES)),
956                 from_kuid(&init_user_ns, task_uid(victim)),
957                 mm_pgtables_bytes(mm) >> 10, victim->signal->oom_score_adj);
958         task_unlock(victim);
959
960         /*
961          * Kill all user processes sharing victim->mm in other thread groups, if
962          * any.  They don't get access to memory reserves, though, to avoid
963          * depletion of all memory.  This prevents mm->mmap_lock livelock when an
964          * oom killed thread cannot exit because it requires the semaphore and
965          * its contended by another thread trying to allocate memory itself.
966          * That thread will now get access to memory reserves since it has a
967          * pending fatal signal.
968          */
969         rcu_read_lock();
970         for_each_process(p) {
971                 if (!process_shares_mm(p, mm))
972                         continue;
973                 if (same_thread_group(p, victim))
974                         continue;
975                 if (is_global_init(p)) {
976                         can_oom_reap = false;
977                         set_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags);
978                         pr_info("oom killer %d (%s) has mm pinned by %d (%s)\n",
979                                         task_pid_nr(victim), victim->comm,
980                                         task_pid_nr(p), p->comm);
981                         continue;
982                 }
983                 /*
984                  * No kthread_use_mm() user needs to read from the userspace so
985                  * we are ok to reap it.
986                  */
987                 if (unlikely(p->flags & PF_KTHREAD))
988                         continue;
989                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV, p, PIDTYPE_TGID);
990         }
991         rcu_read_unlock();
992
993         if (can_oom_reap)
994                 queue_oom_reaper(victim);
995
996         mmdrop(mm);
997         put_task_struct(victim);
998 }
999 #undef K
1000
1001 /*
1002  * Kill provided task unless it's secured by setting
1003  * oom_score_adj to OOM_SCORE_ADJ_MIN.
1004  */
1005 static int oom_kill_memcg_member(struct task_struct *task, void *message)
1006 {
1007         if (task->signal->oom_score_adj != OOM_SCORE_ADJ_MIN &&
1008             !is_global_init(task)) {
1009                 get_task_struct(task);
1010                 __oom_kill_process(task, message);
1011         }
1012         return 0;
1013 }
1014
1015 static void oom_kill_process(struct oom_control *oc, const char *message)
1016 {
1017         struct task_struct *victim = oc->chosen;
1018         struct mem_cgroup *oom_group;
1019         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1020                                               DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1021
1022         /*
1023          * If the task is already exiting, don't alarm the sysadmin or kill
1024          * its children or threads, just give it access to memory reserves
1025          * so it can die quickly
1026          */
1027         task_lock(victim);
1028         if (task_will_free_mem(victim)) {
1029                 mark_oom_victim(victim);
1030                 queue_oom_reaper(victim);
1031                 task_unlock(victim);
1032                 put_task_struct(victim);
1033                 return;
1034         }
1035         task_unlock(victim);
1036
1037         if (__ratelimit(&oom_rs))
1038                 dump_header(oc, victim);
1039
1040         /*
1041          * Do we need to kill the entire memory cgroup?
1042          * Or even one of the ancestor memory cgroups?
1043          * Check this out before killing the victim task.
1044          */
1045         oom_group = mem_cgroup_get_oom_group(victim, oc->memcg);
1046
1047         __oom_kill_process(victim, message);
1048
1049         /*
1050          * If necessary, kill all tasks in the selected memory cgroup.
1051          */
1052         if (oom_group) {
1053                 memcg_memory_event(oom_group, MEMCG_OOM_GROUP_KILL);
1054                 mem_cgroup_print_oom_group(oom_group);
1055                 mem_cgroup_scan_tasks(oom_group, oom_kill_memcg_member,
1056                                       (void *)message);
1057                 mem_cgroup_put(oom_group);
1058         }
1059 }
1060
1061 /*
1062  * Determines whether the kernel must panic because of the panic_on_oom sysctl.
1063  */
1064 static void check_panic_on_oom(struct oom_control *oc)
1065 {
1066         if (likely(!sysctl_panic_on_oom))
1067                 return;
1068         if (sysctl_panic_on_oom != 2) {
1069                 /*
1070                  * panic_on_oom == 1 only affects CONSTRAINT_NONE, the kernel
1071                  * does not panic for cpuset, mempolicy, or memcg allocation
1072                  * failures.
1073                  */
1074                 if (oc->constraint != CONSTRAINT_NONE)
1075                         return;
1076         }
1077         /* Do not panic for oom kills triggered by sysrq */
1078         if (is_sysrq_oom(oc))
1079                 return;
1080         dump_header(oc, NULL);
1081         panic("Out of memory: %s panic_on_oom is enabled\n",
1082                 sysctl_panic_on_oom == 2 ? "compulsory" : "system-wide");
1083 }
1084
1085 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(oom_notify_list);
1086
1087 int register_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
1088 {
1089         return blocking_notifier_chain_register(&oom_notify_list, nb);
1090 }
1091 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_oom_notifier);
1092
1093 int unregister_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
1094 {
1095         return blocking_notifier_chain_unregister(&oom_notify_list, nb);
1096 }
1097 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_oom_notifier);
1098
1099 /**
1100  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
1101  * @oc: pointer to struct oom_control
1102  *
1103  * If we run out of memory, we have the choice between either
1104  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
1105  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
1106  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
1107  */
1108 bool out_of_memory(struct oom_control *oc)
1109 {
1110         unsigned long freed = 0;
1111
1112         if (oom_killer_disabled)
1113                 return false;
1114
1115         if (!is_memcg_oom(oc)) {
1116                 blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
1117                 if (freed > 0 && !is_sysrq_oom(oc))
1118                         /* Got some memory back in the last second. */
1119                         return true;
1120         }
1121
1122         /*
1123          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1124          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1125          * quickly exit and free its memory.
1126          */
1127         if (task_will_free_mem(current)) {
1128                 mark_oom_victim(current);
1129                 queue_oom_reaper(current);
1130                 return true;
1131         }
1132
1133         /*
1134          * The OOM killer does not compensate for IO-less reclaim.
1135          * pagefault_out_of_memory lost its gfp context so we have to
1136          * make sure exclude 0 mask - all other users should have at least
1137          * ___GFP_DIRECT_RECLAIM to get here. But mem_cgroup_oom() has to
1138          * invoke the OOM killer even if it is a GFP_NOFS allocation.
1139          */
1140         if (oc->gfp_mask && !(oc->gfp_mask & __GFP_FS) && !is_memcg_oom(oc))
1141                 return true;
1142
1143         /*
1144          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
1145          * NUMA and memcg) that may require different handling.
1146          */
1147         oc->constraint = constrained_alloc(oc);
1148         if (oc->constraint != CONSTRAINT_MEMORY_POLICY)
1149                 oc->nodemask = NULL;
1150         check_panic_on_oom(oc);
1151
1152         if (!is_memcg_oom(oc) && sysctl_oom_kill_allocating_task &&
1153             current->mm && !oom_unkillable_task(current) &&
1154             oom_cpuset_eligible(current, oc) &&
1155             current->signal->oom_score_adj != OOM_SCORE_ADJ_MIN) {
1156                 get_task_struct(current);
1157                 oc->chosen = current;
1158                 oom_kill_process(oc, "Out of memory (oom_kill_allocating_task)");
1159                 return true;
1160         }
1161
1162         select_bad_process(oc);
1163         /* Found nothing?!?! */
1164         if (!oc->chosen) {
1165                 dump_header(oc, NULL);
1166                 pr_warn("Out of memory and no killable processes...\n");
1167                 /*
1168                  * If we got here due to an actual allocation at the
1169                  * system level, we cannot survive this and will enter
1170                  * an endless loop in the allocator. Bail out now.
1171                  */
1172                 if (!is_sysrq_oom(oc) && !is_memcg_oom(oc))
1173                         panic("System is deadlocked on memory\n");
1174         }
1175         if (oc->chosen && oc->chosen != (void *)-1UL)
1176                 oom_kill_process(oc, !is_memcg_oom(oc) ? "Out of memory" :
1177                                  "Memory cgroup out of memory");
1178         return !!oc->chosen;
1179 }
1180
1181 /*
1182  * The pagefault handler calls here because some allocation has failed. We have
1183  * to take care of the memcg OOM here because this is the only safe context without
1184  * any locks held but let the oom killer triggered from the allocation context care
1185  * about the global OOM.
1186  */
1187 void pagefault_out_of_memory(void)
1188 {
1189         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(pfoom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1190                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1191
1192         if (mem_cgroup_oom_synchronize(true))
1193                 return;
1194
1195         if (fatal_signal_pending(current))
1196                 return;
1197
1198         if (__ratelimit(&pfoom_rs))
1199                 pr_warn("Huh VM_FAULT_OOM leaked out to the #PF handler. Retrying PF\n");
1200 }
1201
1202 SYSCALL_DEFINE2(process_mrelease, int, pidfd, unsigned int, flags)
1203 {
1204 #ifdef CONFIG_MMU
1205         struct mm_struct *mm = NULL;
1206         struct task_struct *task;
1207         struct task_struct *p;
1208         unsigned int f_flags;
1209         bool reap = false;
1210         long ret = 0;
1211
1212         if (flags)
1213                 return -EINVAL;
1214
1215         task = pidfd_get_task(pidfd, &f_flags);
1216         if (IS_ERR(task))
1217                 return PTR_ERR(task);
1218
1219         /*
1220          * Make sure to choose a thread which still has a reference to mm
1221          * during the group exit
1222          */
1223         p = find_lock_task_mm(task);
1224         if (!p) {
1225                 ret = -ESRCH;
1226                 goto put_task;
1227         }
1228
1229         mm = p->mm;
1230         mmgrab(mm);
1231
1232         if (task_will_free_mem(p))
1233                 reap = true;
1234         else {
1235                 /* Error only if the work has not been done already */
1236                 if (!test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags))
1237                         ret = -EINVAL;
1238         }
1239         task_unlock(p);
1240
1241         if (!reap)
1242                 goto drop_mm;
1243
1244         if (mmap_read_lock_killable(mm)) {
1245                 ret = -EINTR;
1246                 goto drop_mm;
1247         }
1248         /*
1249          * Check MMF_OOM_SKIP again under mmap_read_lock protection to ensure
1250          * possible change in exit_mmap is seen
1251          */
1252         if (!test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags) && !__oom_reap_task_mm(mm))
1253                 ret = -EAGAIN;
1254         mmap_read_unlock(mm);
1255
1256 drop_mm:
1257         mmdrop(mm);
1258 put_task:
1259         put_task_struct(task);
1260         return ret;
1261 #else
1262         return -ENOSYS;
1263 #endif /* CONFIG_MMU */
1264 }