__alloc_pages_slowpath

本文深入探讨了Linux内核中内存分配的过程,特别是针对高阶内存请求的处理方式。文章详细解释了如何通过多种策略(包括直接回收、压缩内存等)来获取可用页面,并介绍了在不同场景下采取的不同措施。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

 

static inline struct page *

__alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned intorder,

                                          structalloc_context *ac)

{

       boolcan_direct_reclaim = gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM;

       structpage *page = NULL;

       unsignedint alloc_flags;

       unsignedlong did_some_progress;

       enummigrate_mode migration_mode = MIGRATE_ASYNC;

       enumcompact_result compact_result;

       intcompaction_retries = 0;

       intno_progress_loops = 0;

 

       /*

        * In the slowpath, we sanity check order toavoid ever trying to

        * reclaim >= MAX_ORDER areas which willnever succeed. Callers may

        * be using allocators in order of preferencefor an area that is

        * too large.

        */

       if (order>= MAX_ORDER) {

              WARN_ON_ONCE(!(gfp_mask& __GFP_NOWARN));

              returnNULL;

       }

 

       /*

        * We also sanity check to catch abuse ofatomic reserves being used by

        * callers that are not in atomic context.

        */

       if(WARN_ON_ONCE((gfp_mask & (__GFP_ATOMIC|__GFP_DIRECT_RECLAIM)) ==

                            (__GFP_ATOMIC|__GFP_DIRECT_RECLAIM)))

              gfp_mask&= ~__GFP_ATOMIC;

 

retry:

       if(gfp_mask & __GFP_KSWAPD_RECLAIM)

              wake_all_kswapds(order,ac);

 

       /*

        * OK, we're below the kswapd watermark andhave kicked background

        * reclaim. Now things get more complex, so setup alloc_flags according

        * to how we want to proceed.

        */

       alloc_flags= gfp_to_alloc_flags(gfp_mask);

 

       /*

        * Reset the zonelist iterators if memorypolicies can be ignored.

        * These allocations are high priority andsystem rather than user

        * orientated.

        */

       if((alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) || !(alloc_flags & ALLOC_CPUSET)){

              ac->zonelist= node_zonelist(numa_node_id(), gfp_mask);

              ac->preferred_zoneref= first_zones_zonelist(ac->zonelist,

                                   ac->high_zoneidx,ac->nodemask);

       }

 

       /* This isthe last chance, in general, before the goto nopage. */

       page =get_page_from_freelist(gfp_mask, order,

                            alloc_flags& ~ALLOC_NO_WATERMARKS, ac);

       if (page)

              gotogot_pg;

 

       /*Allocate without watermarks if the context allows */

       if(alloc_flags & ALLOC_NO_WATERMARKS) {

              page= get_page_from_freelist(gfp_mask, order,

                                          ALLOC_NO_WATERMARKS,ac);

              if(page)

                     gotogot_pg;

       }

 

       /* Calleris not willing to reclaim, we can't balance anything */

       if(!can_direct_reclaim) {

              /*

               * All existing users of the __GFP_NOFAIL areblockable, so warn

               * of any new users that actually allow thistype of allocation

               * to fail.

               */

              WARN_ON_ONCE(gfp_mask& __GFP_NOFAIL);

              gotonopage;

       }

 

       /* Avoidrecursion of direct reclaim */

       if(current->flags & PF_MEMALLOC) {

              /*

               * __GFP_NOFAIL request from this context israther bizarre

               * because we cannot reclaim anything and onlycan loop waiting

               * for somebody to do a work for us.

               */

              if(WARN_ON_ONCE(gfp_mask & __GFP_NOFAIL)) {

                     cond_resched();

                     gotoretry;

              }

              gotonopage;

       }

 

       /* Avoidallocations with no watermarks from looping endlessly */

       if(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) && !(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))

              gotonopage;

 

       /*

        * Try direct compaction. The first pass isasynchronous. Subsequent

        * attempts after direct reclaim aresynchronous

        */

       page =__alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order, alloc_flags, ac,

                                   migration_mode,

                                   &compact_result);

       if (page)

              gotogot_pg;

 

       /* Checksfor THP-specific high-order allocations */

       if (is_thp_gfp_mask(gfp_mask)){

              /*

               * If compaction is deferred for high-orderallocations, it is

               * because sync compaction recently failed. Ifthis is the case

               * and the caller requested a THP allocation,we do not want

               * to heavily disrupt the system, so we failthe allocation

               * instead of entering direct reclaim.

               */

              if(compact_result == COMPACT_DEFERRED)

                     gotonopage;

 

              /*

               * Compaction is contended so rather back offthan cause

               * excessive stalls.

               */

              if(compact_result== COMPACT_CONTENDED)

                     gotonopage;

       }

 

       if (order&& compaction_made_progress(compact_result))

              compaction_retries++;

 

       /* Trydirect reclaim and then allocating */

       page =__alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order, alloc_flags, ac,

                                                 &did_some_progress);

       if (page)

              gotogot_pg;

 

       /* Do notloop if specifically requested */

       if(gfp_mask & __GFP_NORETRY)

              gotonoretry;

 

       /*

        * Do not retry costly high order allocationsunless they are

        * __GFP_REPEAT

        */

       if (order> PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER && !(gfp_mask & __GFP_REPEAT))

              gotonoretry;

 

       /*

        * Costly allocations might have made aprogress but this doesn't mean

        * their order will become available due tohigh fragmentation so

        * always increment the no progress counter forthem

        */

       if(did_some_progress && order <= PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)

              no_progress_loops= 0;

       else

              no_progress_loops++;

 

       if(should_reclaim_retry(gfp_mask, order, ac, alloc_flags,

                             did_some_progress > 0, no_progress_loops))

              gotoretry;

 

       /*

        * It doesn't make any sense to retry for thecompaction if the order-0

        * reclaim is not able to make any progressbecause the current

        * implementation of the compaction depends onthe sufficient amount

        * of free memory (see __compaction_suitable)

        */

       if(did_some_progress > 0 &&

                     should_compact_retry(ac,order, alloc_flags,

                            compact_result,&migration_mode,

                            compaction_retries))

              gotoretry;

 

       /* Reclaimhas failed us, start killing things */

       page =__alloc_pages_may_oom(gfp_mask, order, ac, &did_some_progress);

       if (page)

              gotogot_pg;

 

       /* Retryas long as the OOM killer is making progress */

       if(did_some_progress) {

              no_progress_loops= 0;

              gotoretry;

       }

 

noretry:

       /*

        * High-order allocations do not necessarilyloop after direct reclaim

        * and reclaim/compaction depends on compactionbeing called after

        * reclaim so call directly if necessary.

        * It can become very expensive to allocatetransparent hugepages at

        * fault, so use asynchronous memory compactionfor THP unless it is

        * khugepaged trying to collapse. All otherrequests should tolerate

        * at least light sync migration.

        */

       if(is_thp_gfp_mask(gfp_mask) && !(current->flags & PF_KTHREAD))

              migration_mode= MIGRATE_ASYNC;

       else

              migration_mode= MIGRATE_SYNC_LIGHT;

       page =__alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order, alloc_flags,

                                       ac, migration_mode,

                                       &compact_result);

       if (page)

              gotogot_pg;

nopage:

       warn_alloc_failed(gfp_mask,order, NULL);

got_pg:

       returnpage;

}

<think>好的,我需要帮助用户分析系统死锁的内核崩溃原因,特别是涉及内存管理、OOM Killer和调用堆栈的部分。用户提到的关键词包括kernel_crash、system deadlocked on memory、sysdump_panic_event、out_of_memory、__alloc_pages_slowpath、handle_pte_fault。首先,我需要回忆这些函数在内核中的作用,以及它们如何关联到系统死锁和内存问题。 首先,sysdump_panic_event可能与系统崩溃时的内存转储有关。当系统检测到严重错误时,会触发panic,生成转储文件。接下来是out_of_memory,这通常发生在内存耗尽时,触发OOM Killer机制。根据引用[5],当内存不足时,内核会调用oom_kill_process来终止进程。用户提到的__alloc_pages_slowpath说明内存分配进入了慢速路径,可能因为物理内存不足,需要回收页框或者触发OOM Killer。handle_pte_fault涉及页面错误处理,可能是在处理虚拟内存到物理内存的映射时出现问题。 系统死锁可能与内存分配路径中的锁竞争有关。例如,在内存回收过程中,多个进程可能竞争同一锁资源,导致死锁。根据引用[2],内存过度分配可能导致系统在内存紧张时频繁回收,增加锁冲突的可能性。此外,引用[3]提到的XFS文件系统错误可能显示内存数据损坏,可能与内存管理错误有关,如错误的页表更新或内存泄漏。 需要检查调用堆栈中的顺序。例如,当handle_pte_fault触发页面错误,尝试分配内存时进入__alloc_pages_slowpath,此时内存不足触发out_of_memory,进而调用OOM Killer。如果OOM Killer无法找到合适的进程终止,或者在这个过程中出现死锁(比如在持有某些锁的情况下进入睡眠),可能导致系统崩溃,触发sysdump_panic_event。引用[4]提到的stop 0x133可能与Windows的蓝屏错误相关,但用户的问题是关于Linux的,所以可能需要忽略该引用,除非有类似机制。 另外,引用[5]提到oom_badness函数用于评分进程,选择终止哪个进程。如果评分过程中出现竞争条件或死锁,可能导致系统无法继续执行。此外,引用[1]显示OOM Killer的不同触发消息,需要确认日志中的具体信息,以确定是全局OOM还是cgroup OOM,这可能影响分析路径。 可能的死锁场景是:进程A在申请内存时持有锁L,进入内存回收路径,需要等待其他资源;而进程B在持有其他资源的同时,也需要锁L来继续执行,导致循环等待。当OOM Killer被触发时,如果选择终止的进程正持有必要的锁,可能导致系统无法继续运行,进而死锁。 为了验证这些推测,需要分析内核转储文件,查看调用堆栈、锁的状态以及内存分配情况。例如,使用crash工具检查进程状态、锁的持有者和等待者,以及内存区域的分配信息。此外,检查系统日志(如dmesg)中的OOM消息和错误堆栈,确认是否在内存分配路径中存在死锁点。 总结分析步骤:1. 确认OOM Killer是否被触发,查看相关日志;2. 分析调用堆栈中各函数的关系,确定内存分配路径中的锁争用;3. 检查是否有进程在持有锁的情况下被终止,导致资源无法释放;4. 检查文件系统错误是否与内存损坏有关,如引用[3]中的XFS错误可能由内存问题引起。</think>### 系统死锁与内核崩溃分析 #### 1. **关键函数与调用链分析** 调用链 `sysdump_panic_event → out_of_memory → __alloc_pages_slowpath → handle_pte_fault` 表明系统因内存耗尽触发 OOM Killer,但处理过程中可能因锁争用导致死锁。 - **`handle_pte_fault`**:处理虚拟内存的页表错误(如缺页异常),尝试分配物理页[^5]。 - **`__alloc_pages_slowpath`**:当快速内存分配失败时,尝试通过回收内存(如压缩、交换)或触发 OOM Killer 获取内存[^2]。 - **`out_of_memory`**:内存耗尽时触发,调用 OOM Killer 终止进程释放内存[^1]。 - **`sysdump_panic_event`**:系统崩溃时生成内核转储(如 `vmcore`)[^4]。 #### 2. **死锁可能场景** 内存分配路径中可能涉及 **自旋锁(spinlock)** 或 **信号量(semaphore)** 的争用: - **场景1**:进程 A 持有锁 L1 并申请内存,进入 `__alloc_pages_slowpath`;进程 B 持有锁 L2 并等待 L1,同时其内存申请路径需要 L2。 - **场景2**:OOM Killer 在终止进程时,目标进程可能持有关键锁(如文件系统锁),导致其他进程无法继续执行[^3]。 #### 3. **关键日志与调试方法** - **检查内核日志 (`dmesg`)**: 确认是否存在以下关键信息: - `"Out of memory"` 或 `"Memory cgroup out of memory"`[^1] - `XFS_WANT_CORRUPTED_GOTO`(文件系统错误可能与内存损坏相关)[^3] - **分析内核转储**: 使用 `crash` 工具解析 `vmcore`,执行以下操作: ```bash crash /usr/lib/debug/lib/modules/$(uname -r)/vmlinux vmcore # 查看崩溃时的调用栈 bt # 检查进程状态与锁持有情况 ps -m # 分析内存分配统计 kmem -i ``` #### 4. **优化与规避措施** - **调整 OOM Killer 策略**: 修改 `/proc/<pid>/oom_score_adj` 降低关键进程的终止优先级[^5]。 - **限制内存过度分配**: 设置 `vm.overcommit_memory=2` 禁止超量分配,避免突发内存需求。 - **启用内存控制组(cgroup)**: 限制进程组的内存使用,防止单个进程耗尽全局内存。 #### 5. **根因定位流程** 1. **确认 OOM 触发类型**:全局内存耗尽还是 cgroup 内存限制[^1]。 2. **分析锁依赖链**:通过内核转储检查死锁进程的锁状态。 3. **验证文件系统完整性**:XFS 内存数据损坏可能与内存分配错误相关[^3]。 4. **复现测试**:在测试环境中模拟高内存压力,观察是否触发相同死锁。 ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值