oom: decouple mems_allowed from oom_unkillable_task
[linux-2.6-block.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/swap.h>
30 #include <linux/timex.h>
31 #include <linux/jiffies.h>
32 #include <linux/cpuset.h>
33 #include <linux/export.h>
34 #include <linux/notifier.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/mempolicy.h>
37 #include <linux/security.h>
38 #include <linux/ptrace.h>
39 #include <linux/freezer.h>
40 #include <linux/ftrace.h>
41 #include <linux/ratelimit.h>
42 #include <linux/kthread.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/mmu_notifier.h>
45
46 #include <asm/tlb.h>
47 #include "internal.h"
48 #include "slab.h"
49
50 #define CREATE_TRACE_POINTS
51 #include <trace/events/oom.h>
52
53 int sysctl_panic_on_oom;
54 int sysctl_oom_kill_allocating_task;
55 int sysctl_oom_dump_tasks = 1;
56
57 /*
58  * Serializes oom killer invocations (out_of_memory()) from all contexts to
59  * prevent from over eager oom killing (e.g. when the oom killer is invoked
60  * from different domains).
61  *
62  * oom_killer_disable() relies on this lock to stabilize oom_killer_disabled
63  * and mark_oom_victim
64  */
65 DEFINE_MUTEX(oom_lock);
66
67 static inline bool is_memcg_oom(struct oom_control *oc)
68 {
69         return oc->memcg != NULL;
70 }
71
72 #ifdef CONFIG_NUMA
73 /**
74  * oom_cpuset_eligible() - check task eligiblity for kill
75  * @start: task struct of which task to consider
76  * @mask: nodemask passed to page allocator for mempolicy ooms
77  *
78  * Task eligibility is determined by whether or not a candidate task, @tsk,
79  * shares the same mempolicy nodes as current if it is bound by such a policy
80  * and whether or not it has the same set of allowed cpuset nodes.
81  *
82  * This function is assuming oom-killer context and 'current' has triggered
83  * the oom-killer.
84  */
85 static bool oom_cpuset_eligible(struct task_struct *start,
86                                 struct oom_control *oc)
87 {
88         struct task_struct *tsk;
89         bool ret = false;
90         const nodemask_t *mask = oc->nodemask;
91
92         if (is_memcg_oom(oc))
93                 return true;
94
95         rcu_read_lock();
96         for_each_thread(start, tsk) {
97                 if (mask) {
98                         /*
99                          * If this is a mempolicy constrained oom, tsk's
100                          * cpuset is irrelevant.  Only return true if its
101                          * mempolicy intersects current, otherwise it may be
102                          * needlessly killed.
103                          */
104                         ret = mempolicy_nodemask_intersects(tsk, mask);
105                 } else {
106                         /*
107                          * This is not a mempolicy constrained oom, so only
108                          * check the mems of tsk's cpuset.
109                          */
110                         ret = cpuset_mems_allowed_intersects(current, tsk);
111                 }
112                 if (ret)
113                         break;
114         }
115         rcu_read_unlock();
116
117         return ret;
118 }
119 #else
120 static bool oom_cpuset_eligible(struct task_struct *tsk, struct oom_control *oc)
121 {
122         return true;
123 }
124 #endif /* CONFIG_NUMA */
125
126 /*
127  * The process p may have detached its own ->mm while exiting or through
128  * use_mm(), but one or more of its subthreads may still have a valid
129  * pointer.  Return p, or any of its subthreads with a valid ->mm, with
130  * task_lock() held.
131  */
132 struct task_struct *find_lock_task_mm(struct task_struct *p)
133 {
134         struct task_struct *t;
135
136         rcu_read_lock();
137
138         for_each_thread(p, t) {
139                 task_lock(t);
140                 if (likely(t->mm))
141                         goto found;
142                 task_unlock(t);
143         }
144         t = NULL;
145 found:
146         rcu_read_unlock();
147
148         return t;
149 }
150
151 /*
152  * order == -1 means the oom kill is required by sysrq, otherwise only
153  * for display purposes.
154  */
155 static inline bool is_sysrq_oom(struct oom_control *oc)
156 {
157         return oc->order == -1;
158 }
159
160 /* return true if the task is not adequate as candidate victim task. */
161 static bool oom_unkillable_task(struct task_struct *p)
162 {
163         if (is_global_init(p))
164                 return true;
165         if (p->flags & PF_KTHREAD)
166                 return true;
167         return false;
168 }
169
170 /*
171  * Print out unreclaimble slabs info when unreclaimable slabs amount is greater
172  * than all user memory (LRU pages)
173  */
174 static bool is_dump_unreclaim_slabs(void)
175 {
176         unsigned long nr_lru;
177
178         nr_lru = global_node_page_state(NR_ACTIVE_ANON) +
179                  global_node_page_state(NR_INACTIVE_ANON) +
180                  global_node_page_state(NR_ACTIVE_FILE) +
181                  global_node_page_state(NR_INACTIVE_FILE) +
182                  global_node_page_state(NR_ISOLATED_ANON) +
183                  global_node_page_state(NR_ISOLATED_FILE) +
184                  global_node_page_state(NR_UNEVICTABLE);
185
186         return (global_node_page_state(NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) > nr_lru);
187 }
188
189 /**
190  * oom_badness - heuristic function to determine which candidate task to kill
191  * @p: task struct of which task we should calculate
192  * @totalpages: total present RAM allowed for page allocation
193  *
194  * The heuristic for determining which task to kill is made to be as simple and
195  * predictable as possible.  The goal is to return the highest value for the
196  * task consuming the most memory to avoid subsequent oom failures.
197  */
198 unsigned long oom_badness(struct task_struct *p, unsigned long totalpages)
199 {
200         long points;
201         long adj;
202
203         if (oom_unkillable_task(p))
204                 return 0;
205
206         p = find_lock_task_mm(p);
207         if (!p)
208                 return 0;
209
210         /*
211          * Do not even consider tasks which are explicitly marked oom
212          * unkillable or have been already oom reaped or the are in
213          * the middle of vfork
214          */
215         adj = (long)p->signal->oom_score_adj;
216         if (adj == OOM_SCORE_ADJ_MIN ||
217                         test_bit(MMF_OOM_SKIP, &p->mm->flags) ||
218                         in_vfork(p)) {
219                 task_unlock(p);
220                 return 0;
221         }
222
223         /*
224          * The baseline for the badness score is the proportion of RAM that each
225          * task's rss, pagetable and swap space use.
226          */
227         points = get_mm_rss(p->mm) + get_mm_counter(p->mm, MM_SWAPENTS) +
228                 mm_pgtables_bytes(p->mm) / PAGE_SIZE;
229         task_unlock(p);
230
231         /* Normalize to oom_score_adj units */
232         adj *= totalpages / 1000;
233         points += adj;
234
235         /*
236          * Never return 0 for an eligible task regardless of the root bonus and
237          * oom_score_adj (oom_score_adj can't be OOM_SCORE_ADJ_MIN here).
238          */
239         return points > 0 ? points : 1;
240 }
241
242 static const char * const oom_constraint_text[] = {
243         [CONSTRAINT_NONE] = "CONSTRAINT_NONE",
244         [CONSTRAINT_CPUSET] = "CONSTRAINT_CPUSET",
245         [CONSTRAINT_MEMORY_POLICY] = "CONSTRAINT_MEMORY_POLICY",
246         [CONSTRAINT_MEMCG] = "CONSTRAINT_MEMCG",
247 };
248
249 /*
250  * Determine the type of allocation constraint.
251  */
252 static enum oom_constraint constrained_alloc(struct oom_control *oc)
253 {
254         struct zone *zone;
255         struct zoneref *z;
256         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(oc->gfp_mask);
257         bool cpuset_limited = false;
258         int nid;
259
260         if (is_memcg_oom(oc)) {
261                 oc->totalpages = mem_cgroup_get_max(oc->memcg) ?: 1;
262                 return CONSTRAINT_MEMCG;
263         }
264
265         /* Default to all available memory */
266         oc->totalpages = totalram_pages() + total_swap_pages;
267
268         if (!IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
269                 return CONSTRAINT_NONE;
270
271         if (!oc->zonelist)
272                 return CONSTRAINT_NONE;
273         /*
274          * Reach here only when __GFP_NOFAIL is used. So, we should avoid
275          * to kill current.We have to random task kill in this case.
276          * Hopefully, CONSTRAINT_THISNODE...but no way to handle it, now.
277          */
278         if (oc->gfp_mask & __GFP_THISNODE)
279                 return CONSTRAINT_NONE;
280
281         /*
282          * This is not a __GFP_THISNODE allocation, so a truncated nodemask in
283          * the page allocator means a mempolicy is in effect.  Cpuset policy
284          * is enforced in get_page_from_freelist().
285          */
286         if (oc->nodemask &&
287             !nodes_subset(node_states[N_MEMORY], *oc->nodemask)) {
288                 oc->totalpages = total_swap_pages;
289                 for_each_node_mask(nid, *oc->nodemask)
290                         oc->totalpages += node_spanned_pages(nid);
291                 return CONSTRAINT_MEMORY_POLICY;
292         }
293
294         /* Check this allocation failure is caused by cpuset's wall function */
295         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, oc->zonelist,
296                         high_zoneidx, oc->nodemask)
297                 if (!cpuset_zone_allowed(zone, oc->gfp_mask))
298                         cpuset_limited = true;
299
300         if (cpuset_limited) {
301                 oc->totalpages = total_swap_pages;
302                 for_each_node_mask(nid, cpuset_current_mems_allowed)
303                         oc->totalpages += node_spanned_pages(nid);
304                 return CONSTRAINT_CPUSET;
305         }
306         return CONSTRAINT_NONE;
307 }
308
309 static int oom_evaluate_task(struct task_struct *task, void *arg)
310 {
311         struct oom_control *oc = arg;
312         unsigned long points;
313
314         if (oom_unkillable_task(task))
315                 goto next;
316
317         /* p may not have freeable memory in nodemask */
318         if (!is_memcg_oom(oc) && !oom_cpuset_eligible(task, oc))
319                 goto next;
320
321         /*
322          * This task already has access to memory reserves and is being killed.
323          * Don't allow any other task to have access to the reserves unless
324          * the task has MMF_OOM_SKIP because chances that it would release
325          * any memory is quite low.
326          */
327         if (!is_sysrq_oom(oc) && tsk_is_oom_victim(task)) {
328                 if (test_bit(MMF_OOM_SKIP, &task->signal->oom_mm->flags))
329                         goto next;
330                 goto abort;
331         }
332
333         /*
334          * If task is allocating a lot of memory and has been marked to be
335          * killed first if it triggers an oom, then select it.
336          */
337         if (oom_task_origin(task)) {
338                 points = ULONG_MAX;
339                 goto select;
340         }
341
342         points = oom_badness(task, oc->totalpages);
343         if (!points || points < oc->chosen_points)
344                 goto next;
345
346 select:
347         if (oc->chosen)
348                 put_task_struct(oc->chosen);
349         get_task_struct(task);
350         oc->chosen = task;
351         oc->chosen_points = points;
352 next:
353         return 0;
354 abort:
355         if (oc->chosen)
356                 put_task_struct(oc->chosen);
357         oc->chosen = (void *)-1UL;
358         return 1;
359 }
360
361 /*
362  * Simple selection loop. We choose the process with the highest number of
363  * 'points'. In case scan was aborted, oc->chosen is set to -1.
364  */
365 static void select_bad_process(struct oom_control *oc)
366 {
367         if (is_memcg_oom(oc))
368                 mem_cgroup_scan_tasks(oc->memcg, oom_evaluate_task, oc);
369         else {
370                 struct task_struct *p;
371
372                 rcu_read_lock();
373                 for_each_process(p)
374                         if (oom_evaluate_task(p, oc))
375                                 break;
376                 rcu_read_unlock();
377         }
378
379         oc->chosen_points = oc->chosen_points * 1000 / oc->totalpages;
380 }
381
382 static int dump_task(struct task_struct *p, void *arg)
383 {
384         struct oom_control *oc = arg;
385         struct task_struct *task;
386
387         if (oom_unkillable_task(p))
388                 return 0;
389
390         /* p may not have freeable memory in nodemask */
391         if (!is_memcg_oom(oc) && !oom_cpuset_eligible(p, oc))
392                 return 0;
393
394         task = find_lock_task_mm(p);
395         if (!task) {
396                 /*
397                  * This is a kthread or all of p's threads have already
398                  * detached their mm's.  There's no need to report
399                  * them; they can't be oom killed anyway.
400                  */
401                 return 0;
402         }
403
404         pr_info("[%7d] %5d %5d %8lu %8lu %8ld %8lu         %5hd %s\n",
405                 task->pid, from_kuid(&init_user_ns, task_uid(task)),
406                 task->tgid, task->mm->total_vm, get_mm_rss(task->mm),
407                 mm_pgtables_bytes(task->mm),
408                 get_mm_counter(task->mm, MM_SWAPENTS),
409                 task->signal->oom_score_adj, task->comm);
410         task_unlock(task);
411
412         return 0;
413 }
414
415 /**
416  * dump_tasks - dump current memory state of all system tasks
417  * @oc: pointer to struct oom_control
418  *
419  * Dumps the current memory state of all eligible tasks.  Tasks not in the same
420  * memcg, not in the same cpuset, or bound to a disjoint set of mempolicy nodes
421  * are not shown.
422  * State information includes task's pid, uid, tgid, vm size, rss,
423  * pgtables_bytes, swapents, oom_score_adj value, and name.
424  */
425 static void dump_tasks(struct oom_control *oc)
426 {
427         pr_info("Tasks state (memory values in pages):\n");
428         pr_info("[  pid  ]   uid  tgid total_vm      rss pgtables_bytes swapents oom_score_adj name\n");
429
430         if (is_memcg_oom(oc))
431                 mem_cgroup_scan_tasks(oc->memcg, dump_task, oc);
432         else {
433                 struct task_struct *p;
434
435                 rcu_read_lock();
436                 for_each_process(p)
437                         dump_task(p, oc);
438                 rcu_read_unlock();
439         }
440 }
441
442 static void dump_oom_summary(struct oom_control *oc, struct task_struct *victim)
443 {
444         /* one line summary of the oom killer context. */
445         pr_info("oom-kill:constraint=%s,nodemask=%*pbl",
446                         oom_constraint_text[oc->constraint],
447                         nodemask_pr_args(oc->nodemask));
448         cpuset_print_current_mems_allowed();
449         mem_cgroup_print_oom_context(oc->memcg, victim);
450         pr_cont(",task=%s,pid=%d,uid=%d\n", victim->comm, victim->pid,
451                 from_kuid(&init_user_ns, task_uid(victim)));
452 }
453
454 static void dump_header(struct oom_control *oc, struct task_struct *p)
455 {
456         pr_warn("%s invoked oom-killer: gfp_mask=%#x(%pGg), order=%d, oom_score_adj=%hd\n",
457                 current->comm, oc->gfp_mask, &oc->gfp_mask, oc->order,
458                         current->signal->oom_score_adj);
459         if (!IS_ENABLED(CONFIG_COMPACTION) && oc->order)
460                 pr_warn("COMPACTION is disabled!!!\n");
461
462         dump_stack();
463         if (is_memcg_oom(oc))
464                 mem_cgroup_print_oom_meminfo(oc->memcg);
465         else {
466                 show_mem(SHOW_MEM_FILTER_NODES, oc->nodemask);
467                 if (is_dump_unreclaim_slabs())
468                         dump_unreclaimable_slab();
469         }
470         if (sysctl_oom_dump_tasks)
471                 dump_tasks(oc);
472         if (p)
473                 dump_oom_summary(oc, p);
474 }
475
476 /*
477  * Number of OOM victims in flight
478  */
479 static atomic_t oom_victims = ATOMIC_INIT(0);
480 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(oom_victims_wait);
481
482 static bool oom_killer_disabled __read_mostly;
483
484 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
485
486 /*
487  * task->mm can be NULL if the task is the exited group leader.  So to
488  * determine whether the task is using a particular mm, we examine all the
489  * task's threads: if one of those is using this mm then this task was also
490  * using it.
491  */
492 bool process_shares_mm(struct task_struct *p, struct mm_struct *mm)
493 {
494         struct task_struct *t;
495
496         for_each_thread(p, t) {
497                 struct mm_struct *t_mm = READ_ONCE(t->mm);
498                 if (t_mm)
499                         return t_mm == mm;
500         }
501         return false;
502 }
503
504 #ifdef CONFIG_MMU
505 /*
506  * OOM Reaper kernel thread which tries to reap the memory used by the OOM
507  * victim (if that is possible) to help the OOM killer to move on.
508  */
509 static struct task_struct *oom_reaper_th;
510 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(oom_reaper_wait);
511 static struct task_struct *oom_reaper_list;
512 static DEFINE_SPINLOCK(oom_reaper_lock);
513
514 bool __oom_reap_task_mm(struct mm_struct *mm)
515 {
516         struct vm_area_struct *vma;
517         bool ret = true;
518
519         /*
520          * Tell all users of get_user/copy_from_user etc... that the content
521          * is no longer stable. No barriers really needed because unmapping
522          * should imply barriers already and the reader would hit a page fault
523          * if it stumbled over a reaped memory.
524          */
525         set_bit(MMF_UNSTABLE, &mm->flags);
526
527         for (vma = mm->mmap ; vma; vma = vma->vm_next) {
528                 if (!can_madv_dontneed_vma(vma))
529                         continue;
530
531                 /*
532                  * Only anonymous pages have a good chance to be dropped
533                  * without additional steps which we cannot afford as we
534                  * are OOM already.
535                  *
536                  * We do not even care about fs backed pages because all
537                  * which are reclaimable have already been reclaimed and
538                  * we do not want to block exit_mmap by keeping mm ref
539                  * count elevated without a good reason.
540                  */
541                 if (vma_is_anonymous(vma) || !(vma->vm_flags & VM_SHARED)) {
542                         struct mmu_notifier_range range;
543                         struct mmu_gather tlb;
544
545                         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_UNMAP, 0,
546                                                 vma, mm, vma->vm_start,
547                                                 vma->vm_end);
548                         tlb_gather_mmu(&tlb, mm, range.start, range.end);
549                         if (mmu_notifier_invalidate_range_start_nonblock(&range)) {
550                                 tlb_finish_mmu(&tlb, range.start, range.end);
551                                 ret = false;
552                                 continue;
553                         }
554                         unmap_page_range(&tlb, vma, range.start, range.end, NULL);
555                         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
556                         tlb_finish_mmu(&tlb, range.start, range.end);
557                 }
558         }
559
560         return ret;
561 }
562
563 /*
564  * Reaps the address space of the give task.
565  *
566  * Returns true on success and false if none or part of the address space
567  * has been reclaimed and the caller should retry later.
568  */
569 static bool oom_reap_task_mm(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm)
570 {
571         bool ret = true;
572
573         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem)) {
574                 trace_skip_task_reaping(tsk->pid);
575                 return false;
576         }
577
578         /*
579          * MMF_OOM_SKIP is set by exit_mmap when the OOM reaper can't
580          * work on the mm anymore. The check for MMF_OOM_SKIP must run
581          * under mmap_sem for reading because it serializes against the
582          * down_write();up_write() cycle in exit_mmap().
583          */
584         if (test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags)) {
585                 trace_skip_task_reaping(tsk->pid);
586                 goto out_unlock;
587         }
588
589         trace_start_task_reaping(tsk->pid);
590
591         /* failed to reap part of the address space. Try again later */
592         ret = __oom_reap_task_mm(mm);
593         if (!ret)
594                 goto out_finish;
595
596         pr_info("oom_reaper: reaped process %d (%s), now anon-rss:%lukB, file-rss:%lukB, shmem-rss:%lukB\n",
597                         task_pid_nr(tsk), tsk->comm,
598                         K(get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES)),
599                         K(get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES)),
600                         K(get_mm_counter(mm, MM_SHMEMPAGES)));
601 out_finish:
602         trace_finish_task_reaping(tsk->pid);
603 out_unlock:
604         up_read(&mm->mmap_sem);
605
606         return ret;
607 }
608
609 #define MAX_OOM_REAP_RETRIES 10
610 static void oom_reap_task(struct task_struct *tsk)
611 {
612         int attempts = 0;
613         struct mm_struct *mm = tsk->signal->oom_mm;
614
615         /* Retry the down_read_trylock(mmap_sem) a few times */
616         while (attempts++ < MAX_OOM_REAP_RETRIES && !oom_reap_task_mm(tsk, mm))
617                 schedule_timeout_idle(HZ/10);
618
619         if (attempts <= MAX_OOM_REAP_RETRIES ||
620             test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags))
621                 goto done;
622
623         pr_info("oom_reaper: unable to reap pid:%d (%s)\n",
624                 task_pid_nr(tsk), tsk->comm);
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 up_write(mmap_sem).
633          */
634         set_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags);
635
636         /* Drop a reference taken by wake_oom_reaper */
637         put_task_struct(tsk);
638 }
639
640 static int oom_reaper(void *unused)
641 {
642         while (true) {
643                 struct task_struct *tsk = NULL;
644
645                 wait_event_freezable(oom_reaper_wait, oom_reaper_list != NULL);
646                 spin_lock(&oom_reaper_lock);
647                 if (oom_reaper_list != NULL) {
648                         tsk = oom_reaper_list;
649                         oom_reaper_list = tsk->oom_reaper_list;
650                 }
651                 spin_unlock(&oom_reaper_lock);
652
653                 if (tsk)
654                         oom_reap_task(tsk);
655         }
656
657         return 0;
658 }
659
660 static void wake_oom_reaper(struct task_struct *tsk)
661 {
662         /* mm is already queued? */
663         if (test_and_set_bit(MMF_OOM_REAP_QUEUED, &tsk->signal->oom_mm->flags))
664                 return;
665
666         get_task_struct(tsk);
667
668         spin_lock(&oom_reaper_lock);
669         tsk->oom_reaper_list = oom_reaper_list;
670         oom_reaper_list = tsk;
671         spin_unlock(&oom_reaper_lock);
672         trace_wake_reaper(tsk->pid);
673         wake_up(&oom_reaper_wait);
674 }
675
676 static int __init oom_init(void)
677 {
678         oom_reaper_th = kthread_run(oom_reaper, NULL, "oom_reaper");
679         return 0;
680 }
681 subsys_initcall(oom_init)
682 #else
683 static inline void wake_oom_reaper(struct task_struct *tsk)
684 {
685 }
686 #endif /* CONFIG_MMU */
687
688 /**
689  * mark_oom_victim - mark the given task as OOM victim
690  * @tsk: task to mark
691  *
692  * Has to be called with oom_lock held and never after
693  * oom has been disabled already.
694  *
695  * tsk->mm has to be non NULL and caller has to guarantee it is stable (either
696  * under task_lock or operate on the current).
697  */
698 static void mark_oom_victim(struct task_struct *tsk)
699 {
700         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
701
702         WARN_ON(oom_killer_disabled);
703         /* OOM killer might race with memcg OOM */
704         if (test_and_set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_MEMDIE))
705                 return;
706
707         /* oom_mm is bound to the signal struct life time. */
708         if (!cmpxchg(&tsk->signal->oom_mm, NULL, mm)) {
709                 mmgrab(tsk->signal->oom_mm);
710                 set_bit(MMF_OOM_VICTIM, &mm->flags);
711         }
712
713         /*
714          * Make sure that the task is woken up from uninterruptible sleep
715          * if it is frozen because OOM killer wouldn't be able to free
716          * any memory and livelock. freezing_slow_path will tell the freezer
717          * that TIF_MEMDIE tasks should be ignored.
718          */
719         __thaw_task(tsk);
720         atomic_inc(&oom_victims);
721         trace_mark_victim(tsk->pid);
722 }
723
724 /**
725  * exit_oom_victim - note the exit of an OOM victim
726  */
727 void exit_oom_victim(void)
728 {
729         clear_thread_flag(TIF_MEMDIE);
730
731         if (!atomic_dec_return(&oom_victims))
732                 wake_up_all(&oom_victims_wait);
733 }
734
735 /**
736  * oom_killer_enable - enable OOM killer
737  */
738 void oom_killer_enable(void)
739 {
740         oom_killer_disabled = false;
741         pr_info("OOM killer enabled.\n");
742 }
743
744 /**
745  * oom_killer_disable - disable OOM killer
746  * @timeout: maximum timeout to wait for oom victims in jiffies
747  *
748  * Forces all page allocations to fail rather than trigger OOM killer.
749  * Will block and wait until all OOM victims are killed or the given
750  * timeout expires.
751  *
752  * The function cannot be called when there are runnable user tasks because
753  * the userspace would see unexpected allocation failures as a result. Any
754  * new usage of this function should be consulted with MM people.
755  *
756  * Returns true if successful and false if the OOM killer cannot be
757  * disabled.
758  */
759 bool oom_killer_disable(signed long timeout)
760 {
761         signed long ret;
762
763         /*
764          * Make sure to not race with an ongoing OOM killer. Check that the
765          * current is not killed (possibly due to sharing the victim's memory).
766          */
767         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
768                 return false;
769         oom_killer_disabled = true;
770         mutex_unlock(&oom_lock);
771
772         ret = wait_event_interruptible_timeout(oom_victims_wait,
773                         !atomic_read(&oom_victims), timeout);
774         if (ret <= 0) {
775                 oom_killer_enable();
776                 return false;
777         }
778         pr_info("OOM killer disabled.\n");
779
780         return true;
781 }
782
783 static inline bool __task_will_free_mem(struct task_struct *task)
784 {
785         struct signal_struct *sig = task->signal;
786
787         /*
788          * A coredumping process may sleep for an extended period in exit_mm(),
789          * so the oom killer cannot assume that the process will promptly exit
790          * and release memory.
791          */
792         if (sig->flags & SIGNAL_GROUP_COREDUMP)
793                 return false;
794
795         if (sig->flags & SIGNAL_GROUP_EXIT)
796                 return true;
797
798         if (thread_group_empty(task) && (task->flags & PF_EXITING))
799                 return true;
800
801         return false;
802 }
803
804 /*
805  * Checks whether the given task is dying or exiting and likely to
806  * release its address space. This means that all threads and processes
807  * sharing the same mm have to be killed or exiting.
808  * Caller has to make sure that task->mm is stable (hold task_lock or
809  * it operates on the current).
810  */
811 static bool task_will_free_mem(struct task_struct *task)
812 {
813         struct mm_struct *mm = task->mm;
814         struct task_struct *p;
815         bool ret = true;
816
817         /*
818          * Skip tasks without mm because it might have passed its exit_mm and
819          * exit_oom_victim. oom_reaper could have rescued that but do not rely
820          * on that for now. We can consider find_lock_task_mm in future.
821          */
822         if (!mm)
823                 return false;
824
825         if (!__task_will_free_mem(task))
826                 return false;
827
828         /*
829          * This task has already been drained by the oom reaper so there are
830          * only small chances it will free some more
831          */
832         if (test_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags))
833                 return false;
834
835         if (atomic_read(&mm->mm_users) <= 1)
836                 return true;
837
838         /*
839          * Make sure that all tasks which share the mm with the given tasks
840          * are dying as well to make sure that a) nobody pins its mm and
841          * b) the task is also reapable by the oom reaper.
842          */
843         rcu_read_lock();
844         for_each_process(p) {
845                 if (!process_shares_mm(p, mm))
846                         continue;
847                 if (same_thread_group(task, p))
848                         continue;
849                 ret = __task_will_free_mem(p);
850                 if (!ret)
851                         break;
852         }
853         rcu_read_unlock();
854
855         return ret;
856 }
857
858 static void __oom_kill_process(struct task_struct *victim, const char *message)
859 {
860         struct task_struct *p;
861         struct mm_struct *mm;
862         bool can_oom_reap = true;
863
864         p = find_lock_task_mm(victim);
865         if (!p) {
866                 put_task_struct(victim);
867                 return;
868         } else if (victim != p) {
869                 get_task_struct(p);
870                 put_task_struct(victim);
871                 victim = p;
872         }
873
874         /* Get a reference to safely compare mm after task_unlock(victim) */
875         mm = victim->mm;
876         mmgrab(mm);
877
878         /* Raise event before sending signal: task reaper must see this */
879         count_vm_event(OOM_KILL);
880         memcg_memory_event_mm(mm, MEMCG_OOM_KILL);
881
882         /*
883          * We should send SIGKILL before granting access to memory reserves
884          * in order to prevent the OOM victim from depleting the memory
885          * reserves from the user space under its control.
886          */
887         do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV, victim, PIDTYPE_TGID);
888         mark_oom_victim(victim);
889         pr_err("%s: Killed process %d (%s) total-vm:%lukB, anon-rss:%lukB, file-rss:%lukB, shmem-rss:%lukB\n",
890                 message, task_pid_nr(victim), victim->comm,
891                 K(victim->mm->total_vm),
892                 K(get_mm_counter(victim->mm, MM_ANONPAGES)),
893                 K(get_mm_counter(victim->mm, MM_FILEPAGES)),
894                 K(get_mm_counter(victim->mm, MM_SHMEMPAGES)));
895         task_unlock(victim);
896
897         /*
898          * Kill all user processes sharing victim->mm in other thread groups, if
899          * any.  They don't get access to memory reserves, though, to avoid
900          * depletion of all memory.  This prevents mm->mmap_sem livelock when an
901          * oom killed thread cannot exit because it requires the semaphore and
902          * its contended by another thread trying to allocate memory itself.
903          * That thread will now get access to memory reserves since it has a
904          * pending fatal signal.
905          */
906         rcu_read_lock();
907         for_each_process(p) {
908                 if (!process_shares_mm(p, mm))
909                         continue;
910                 if (same_thread_group(p, victim))
911                         continue;
912                 if (is_global_init(p)) {
913                         can_oom_reap = false;
914                         set_bit(MMF_OOM_SKIP, &mm->flags);
915                         pr_info("oom killer %d (%s) has mm pinned by %d (%s)\n",
916                                         task_pid_nr(victim), victim->comm,
917                                         task_pid_nr(p), p->comm);
918                         continue;
919                 }
920                 /*
921                  * No use_mm() user needs to read from the userspace so we are
922                  * ok to reap it.
923                  */
924                 if (unlikely(p->flags & PF_KTHREAD))
925                         continue;
926                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV, p, PIDTYPE_TGID);
927         }
928         rcu_read_unlock();
929
930         if (can_oom_reap)
931                 wake_oom_reaper(victim);
932
933         mmdrop(mm);
934         put_task_struct(victim);
935 }
936 #undef K
937
938 /*
939  * Kill provided task unless it's secured by setting
940  * oom_score_adj to OOM_SCORE_ADJ_MIN.
941  */
942 static int oom_kill_memcg_member(struct task_struct *task, void *message)
943 {
944         if (task->signal->oom_score_adj != OOM_SCORE_ADJ_MIN &&
945             !is_global_init(task)) {
946                 get_task_struct(task);
947                 __oom_kill_process(task, message);
948         }
949         return 0;
950 }
951
952 static void oom_kill_process(struct oom_control *oc, const char *message)
953 {
954         struct task_struct *victim = oc->chosen;
955         struct mem_cgroup *oom_group;
956         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
957                                               DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
958
959         /*
960          * If the task is already exiting, don't alarm the sysadmin or kill
961          * its children or threads, just give it access to memory reserves
962          * so it can die quickly
963          */
964         task_lock(victim);
965         if (task_will_free_mem(victim)) {
966                 mark_oom_victim(victim);
967                 wake_oom_reaper(victim);
968                 task_unlock(victim);
969                 put_task_struct(victim);
970                 return;
971         }
972         task_unlock(victim);
973
974         if (__ratelimit(&oom_rs))
975                 dump_header(oc, victim);
976
977         /*
978          * Do we need to kill the entire memory cgroup?
979          * Or even one of the ancestor memory cgroups?
980          * Check this out before killing the victim task.
981          */
982         oom_group = mem_cgroup_get_oom_group(victim, oc->memcg);
983
984         __oom_kill_process(victim, message);
985
986         /*
987          * If necessary, kill all tasks in the selected memory cgroup.
988          */
989         if (oom_group) {
990                 mem_cgroup_print_oom_group(oom_group);
991                 mem_cgroup_scan_tasks(oom_group, oom_kill_memcg_member,
992                                       (void*)message);
993                 mem_cgroup_put(oom_group);
994         }
995 }
996
997 /*
998  * Determines whether the kernel must panic because of the panic_on_oom sysctl.
999  */
1000 static void check_panic_on_oom(struct oom_control *oc)
1001 {
1002         if (likely(!sysctl_panic_on_oom))
1003                 return;
1004         if (sysctl_panic_on_oom != 2) {
1005                 /*
1006                  * panic_on_oom == 1 only affects CONSTRAINT_NONE, the kernel
1007                  * does not panic for cpuset, mempolicy, or memcg allocation
1008                  * failures.
1009                  */
1010                 if (oc->constraint != CONSTRAINT_NONE)
1011                         return;
1012         }
1013         /* Do not panic for oom kills triggered by sysrq */
1014         if (is_sysrq_oom(oc))
1015                 return;
1016         dump_header(oc, NULL);
1017         panic("Out of memory: %s panic_on_oom is enabled\n",
1018                 sysctl_panic_on_oom == 2 ? "compulsory" : "system-wide");
1019 }
1020
1021 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(oom_notify_list);
1022
1023 int register_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
1024 {
1025         return blocking_notifier_chain_register(&oom_notify_list, nb);
1026 }
1027 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_oom_notifier);
1028
1029 int unregister_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
1030 {
1031         return blocking_notifier_chain_unregister(&oom_notify_list, nb);
1032 }
1033 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_oom_notifier);
1034
1035 /**
1036  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
1037  * @oc: pointer to struct oom_control
1038  *
1039  * If we run out of memory, we have the choice between either
1040  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
1041  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
1042  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
1043  */
1044 bool out_of_memory(struct oom_control *oc)
1045 {
1046         unsigned long freed = 0;
1047
1048         if (oom_killer_disabled)
1049                 return false;
1050
1051         if (!is_memcg_oom(oc)) {
1052                 blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
1053                 if (freed > 0)
1054                         /* Got some memory back in the last second. */
1055                         return true;
1056         }
1057
1058         /*
1059          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1060          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1061          * quickly exit and free its memory.
1062          */
1063         if (task_will_free_mem(current)) {
1064                 mark_oom_victim(current);
1065                 wake_oom_reaper(current);
1066                 return true;
1067         }
1068
1069         /*
1070          * The OOM killer does not compensate for IO-less reclaim.
1071          * pagefault_out_of_memory lost its gfp context so we have to
1072          * make sure exclude 0 mask - all other users should have at least
1073          * ___GFP_DIRECT_RECLAIM to get here.
1074          */
1075         if (oc->gfp_mask && !(oc->gfp_mask & __GFP_FS))
1076                 return true;
1077
1078         /*
1079          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
1080          * NUMA and memcg) that may require different handling.
1081          */
1082         oc->constraint = constrained_alloc(oc);
1083         if (oc->constraint != CONSTRAINT_MEMORY_POLICY)
1084                 oc->nodemask = NULL;
1085         check_panic_on_oom(oc);
1086
1087         if (!is_memcg_oom(oc) && sysctl_oom_kill_allocating_task &&
1088             current->mm && !oom_unkillable_task(current) &&
1089             oom_cpuset_eligible(current, oc) &&
1090             current->signal->oom_score_adj != OOM_SCORE_ADJ_MIN) {
1091                 get_task_struct(current);
1092                 oc->chosen = current;
1093                 oom_kill_process(oc, "Out of memory (oom_kill_allocating_task)");
1094                 return true;
1095         }
1096
1097         select_bad_process(oc);
1098         /* Found nothing?!?! */
1099         if (!oc->chosen) {
1100                 dump_header(oc, NULL);
1101                 pr_warn("Out of memory and no killable processes...\n");
1102                 /*
1103                  * If we got here due to an actual allocation at the
1104                  * system level, we cannot survive this and will enter
1105                  * an endless loop in the allocator. Bail out now.
1106                  */
1107                 if (!is_sysrq_oom(oc) && !is_memcg_oom(oc))
1108                         panic("System is deadlocked on memory\n");
1109         }
1110         if (oc->chosen && oc->chosen != (void *)-1UL)
1111                 oom_kill_process(oc, !is_memcg_oom(oc) ? "Out of memory" :
1112                                  "Memory cgroup out of memory");
1113         return !!oc->chosen;
1114 }
1115
1116 /*
1117  * The pagefault handler calls here because it is out of memory, so kill a
1118  * memory-hogging task. If oom_lock is held by somebody else, a parallel oom
1119  * killing is already in progress so do nothing.
1120  */
1121 void pagefault_out_of_memory(void)
1122 {
1123         struct oom_control oc = {
1124                 .zonelist = NULL,
1125                 .nodemask = NULL,
1126                 .memcg = NULL,
1127                 .gfp_mask = 0,
1128                 .order = 0,
1129         };
1130
1131         if (mem_cgroup_oom_synchronize(true))
1132                 return;
1133
1134         if (!mutex_trylock(&oom_lock))
1135                 return;
1136         out_of_memory(&oc);
1137         mutex_unlock(&oom_lock);
1138 }