mm/oom_kill.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/oom_kill.c
   3  *
   4  *  Copyright (C)  1998,2000  Rik van Riel
   5  *      Thanks go out to Claus Fischer for some serious inspiration and
   6  *      for goading me into coding this file...
   7  *
   8  *  The routines in this file are used to kill a process when
   9  *  we're seriously out of memory. This gets called from __alloc_pages()
  10  *  in mm/page_alloc.c when we really run out of memory.
  11  *
  12  *  Since we won't call these routines often (on a well-configured
  13  *  machine) this file will double as a 'coding guide' and a signpost
  14  *  for newbie kernel hackers. It features several pointers to major
  15  *  kernel subsystems and hints as to where to find out what things do.
  16  */
  17
  18 #include <linux/oom.h>
  19 #include <linux/mm.h>
  20 #include <linux/err.h>
  21 #include <linux/sched.h>
  22 #include <linux/swap.h>
  23 #include <linux/timex.h>
  24 #include <linux/jiffies.h>
  25 #include <linux/cpuset.h>
  26 #include <linux/module.h>
  27 #include <linux/notifier.h>
  28 #include <linux/memcontrol.h>
  29 #include <linux/security.h>
  30
  31 int sysctl_panic_on_oom;
  32 int sysctl_oom_kill_allocating_task;
  33 int sysctl_oom_dump_tasks;
  34 static DEFINE_SPINLOCK(zone_scan_lock);
  35 /* #define DEBUG */
  36
  37 /**
  38  * badness - calculate a numeric value for how bad this task has been
  39  * @p: task struct of which task we should calculate
  40  * @uptime: current uptime in seconds
  41  *
  42  * The formula used is relatively simple and documented inline in the
  43  * function. The main rationale is that we want to select a good task
  44  * to kill when we run out of memory.
  45  *
  46  * Good in this context means that:
  47  * 1) we lose the minimum amount of work done
  48  * 2) we recover a large amount of memory
  49  * 3) we don't kill anything innocent of eating tons of memory
  50  * 4) we want to kill the minimum amount of processes (one)
  51  * 5) we try to kill the process the user expects us to kill, this
  52  *    algorithm has been meticulously tuned to meet the principle
  53  *    of least surprise ... (be careful when you change it)
  54  */
  55
  56 unsigned long badness(struct task_struct *p, unsigned long uptime)
  57 {
  58         unsigned long points, cpu_time, run_time;
  59         struct mm_struct *mm;
  60         struct task_struct *child;
  61         int oom_adj;
  62
  63         task_lock(p);
  64         mm = p->mm;
  65         if (!mm) {
  66                 task_unlock(p);
  67                 return 0;
  68         }
  69         oom_adj = mm->oom_adj;
  70         if (oom_adj == OOM_DISABLE) {
  71                 task_unlock(p);
  72                 return 0;
  73         }
  74
  75         /*
  76          * The memory size of the process is the basis for the badness.
  77          */
  78         points = mm->total_vm;
  79
  80         /*
  81          * After this unlock we can no longer dereference local variable `mm'
  82          */
  83         task_unlock(p);
  84
  85         /*
  86          * swapoff can easily use up all memory, so kill those first.
  87          */
  88         if (p->flags & PF_SWAPOFF)
  89                 return ULONG_MAX;
  90
  91         /*
  92          * Processes which fork a lot of child processes are likely
  93          * a good choice. We add half the vmsize of the children if they
  94          * have an own mm. This prevents forking servers to flood the
  95          * machine with an endless amount of children. In case a single
  96          * child is eating the vast majority of memory, adding only half
  97          * to the parents will make the child our kill candidate of choice.
  98          */
  99         list_for_each_entry(child, &p->children, sibling) {
 100                 task_lock(child);
 101                 if (child->mm != mm && child->mm)
 102                         points += child->mm->total_vm/2 + 1;
 103                 task_unlock(child);
 104         }
 105
 106         /*
 107          * CPU time is in tens of seconds and run time is in thousands
 108          * of seconds. There is no particular reason for this other than
 109          * that it turned out to work very well in practice.
 110          */
 111         cpu_time = (cputime_to_jiffies(p->utime) + cputime_to_jiffies(p->stime))
 112                 >> (SHIFT_HZ + 3);
 113
 114         if (uptime >= p->start_time.tv_sec)
 115                 run_time = (uptime - p->start_time.tv_sec) >> 10;
 116         else
 117                 run_time = 0;
 118
 119         if (cpu_time)
 120                 points /= int_sqrt(cpu_time);
 121         if (run_time)
 122                 points /= int_sqrt(int_sqrt(run_time));
 123
 124         /*
 125          * Niced processes are most likely less important, so double
 126          * their badness points.
 127          */
 128         if (task_nice(p) > 0)
 129                 points *= 2;
 130
 131         /*
 132          * Superuser processes are usually more important, so we make it
 133          * less likely that we kill those.
 134          */
 135         if (has_capability_noaudit(p, CAP_SYS_ADMIN) ||
 136             has_capability_noaudit(p, CAP_SYS_RESOURCE))
 137                 points /= 4;
 138
 139         /*
 140          * We don't want to kill a process with direct hardware access.
 141          * Not only could that mess up the hardware, but usually users
 142          * tend to only have this flag set on applications they think
 143          * of as important.
 144          */
 145         if (has_capability_noaudit(p, CAP_SYS_RAWIO))
 146                 points /= 4;
 147
 148         /*
 149          * If p's nodes don't overlap ours, it may still help to kill p
 150          * because p may have allocated or otherwise mapped memory on
 151          * this node before. However it will be less likely.
 152          */
 153         if (!cpuset_mems_allowed_intersects(current, p))
 154                 points /= 8;
 155
 156         /*
 157          * Adjust the score by oom_adj.
 158          */
 159         if (oom_adj) {
 160                 if (oom_adj > 0) {
 161                         if (!points)
 162                                 points = 1;
 163                         points <<= oom_adj;
 164                 } else
 165                         points >>= -(oom_adj);
 166         }
 167
 168 #ifdef DEBUG
 169         printk(KERN_DEBUG "OOMkill: task %d (%s) got %lu points\n",
 170         p->pid, p->comm, points);
 171 #endif
 172         return points;
 173 }
 174
 175 /*
 176  * Determine the type of allocation constraint.
 177  */
 178 static inline enum oom_constraint constrained_alloc(struct zonelist *zonelist,
 179                                                     gfp_t gfp_mask)
 180 {
 181 #ifdef CONFIG_NUMA
 182         struct zone *zone;
 183         struct zoneref *z;
 184         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
 185         nodemask_t nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
 186
 187         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
 188                 if (cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
 189                         node_clear(zone_to_nid(zone), nodes);
 190                 else
 191                         return CONSTRAINT_CPUSET;
 192
 193         if (!nodes_empty(nodes))
 194                 return CONSTRAINT_MEMORY_POLICY;
 195 #endif
 196
 197         return CONSTRAINT_NONE;
 198 }
 199
 200 /*
 201  * Simple selection loop. We chose the process with the highest
 202  * number of 'points'. We expect the caller will lock the tasklist.
 203  *
 204  * (not docbooked, we don't want this one cluttering up the manual)
 205  */
 206 static struct task_struct *select_bad_process(unsigned long *ppoints,
 207                                                 struct mem_cgroup *mem)
 208 {
 209         struct task_struct *g, *p;
 210         struct task_struct *chosen = NULL;
 211         struct timespec uptime;
 212         *ppoints = 0;
 213
 214         do_posix_clock_monotonic_gettime(&uptime);
 215         do_each_thread(g, p) {
 216                 unsigned long points;
 217
 218                 /*
 219                  * skip kernel threads and tasks which have already released
 220                  * their mm.
 221                  */
 222                 if (!p->mm)
 223                         continue;
 224                 /* skip the init task */
 225                 if (is_global_init(p))
 226                         continue;
 227                 if (mem && !task_in_mem_cgroup(p, mem))
 228                         continue;
 229
 230                 /*
 231                  * This task already has access to memory reserves and is
 232                  * being killed. Don't allow any other task access to the
 233                  * memory reserve.
 234                  *
 235                  * Note: this may have a chance of deadlock if it gets
 236                  * blocked waiting for another task which itself is waiting
 237                  * for memory. Is there a better alternative?
 238                  */
 239                 if (test_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE))
 240                         return ERR_PTR(-1UL);
 241
 242                 /*
 243                  * This is in the process of releasing memory so wait for it
 244                  * to finish before killing some other task by mistake.
 245                  *
 246                  * However, if p is the current task, we allow the 'kill' to
 247                  * go ahead if it is exiting: this will simply set TIF_MEMDIE,
 248                  * which will allow it to gain access to memory reserves in
 249                  * the process of exiting and releasing its resources.
 250                  * Otherwise we could get an easy OOM deadlock.
 251                  */
 252                 if (p->flags & PF_EXITING) {
 253                         if (p != current)
 254                                 return ERR_PTR(-1UL);
 255
 256                         chosen = p;
 257                         *ppoints = ULONG_MAX;
 258                 }
 259
 260                 points = badness(p, uptime.tv_sec);
 261                 if (points > *ppoints) {
 262                         chosen = p;
 263                         *ppoints = points;
 264                 }
 265         } while_each_thread(g, p);
 266
 267         return chosen;
 268 }
 269
 270 /**
 271  * dump_tasks - dump current memory state of all system tasks
 272  * @mem: target memory controller
 273  *
 274  * Dumps the current memory state of all system tasks, excluding kernel threads.
 275  * State information includes task's pid, uid, tgid, vm size, rss, cpu, oom_adj
 276  * score, and name.
 277  *
 278  * If the actual is non-NULL, only tasks that are a member of the mem_cgroup are
 279  * shown.
 280  *
 281  * Call with tasklist_lock read-locked.
 282  */
 283 static void dump_tasks(const struct mem_cgroup *mem)
 284 {
 285         struct task_struct *g, *p;
 286
 287         printk(KERN_INFO "[ pid ]   uid  tgid total_vm      rss cpu oom_adj "
 288                "name\n");
 289         do_each_thread(g, p) {
 290                 struct mm_struct *mm;
 291
 292                 if (mem && !task_in_mem_cgroup(p, mem))
 293                         continue;
 294                 if (!thread_group_leader(p))
 295                         continue;
 296
 297                 task_lock(p);
 298                 mm = p->mm;
 299                 if (!mm) {
 300                         /*
 301                          * total_vm and rss sizes do not exist for tasks with no
 302                          * mm so there's no need to report them; they can't be
 303                          * oom killed anyway.
 304                          */
 305                         task_unlock(p);
 306                         continue;
 307                 }
 308                 printk(KERN_INFO "[%5d] %5d %5d %8lu %8lu %3d     %3d %s\n",
 309                        p->pid, __task_cred(p)->uid, p->tgid, mm->total_vm,
 310                        get_mm_rss(mm), (int)task_cpu(p), mm->oom_adj, p->comm);
 311                 task_unlock(p);
 312         } while_each_thread(g, p);
 313 }
 314
 315 /*
 316  * Send SIGKILL to the selected  process irrespective of  CAP_SYS_RAW_IO
 317  * flag though it's unlikely that  we select a process with CAP_SYS_RAW_IO
 318  * set.
 319  */
 320 static void __oom_kill_task(struct task_struct *p, int verbose)
 321 {
 322         if (is_global_init(p)) {
 323                 WARN_ON(1);
 324                 printk(KERN_WARNING "tried to kill init!\n");
 325                 return;
 326         }
 327
 328         if (!p->mm) {
 329                 WARN_ON(1);
 330                 printk(KERN_WARNING "tried to kill an mm-less task!\n");
 331                 return;
 332         }
 333
 334         if (verbose)
 335                 printk(KERN_ERR "Killed process %d (%s)\n",
 336                                 task_pid_nr(p), p->comm);
 337
 338         /*
 339          * We give our sacrificial lamb high priority and access to
 340          * all the memory it needs. That way it should be able to
 341          * exit() and clear out its resources quickly...
 342          */
 343         p->rt.time_slice = HZ;
 344         set_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE);
 345
 346         force_sig(SIGKILL, p);
 347 }
 348
 349 static int oom_kill_task(struct task_struct *p)
 350 {
 351         struct mm_struct *mm;
 352         struct task_struct *g, *q;
 353
 354         task_lock(p);
 355         mm = p->mm;
 356         if (!mm || mm->oom_adj == OOM_DISABLE) {
 357                 task_unlock(p);
 358                 return 1;
 359         }
 360         task_unlock(p);
 361         __oom_kill_task(p, 1);
 362
 363         /*
 364          * kill all processes that share the ->mm (i.e. all threads),
 365          * but are in a different thread group. Don't let them have access
 366          * to memory reserves though, otherwise we might deplete all memory.
 367          */
 368         do_each_thread(g, q) {
 369                 if (q->mm == mm && !same_thread_group(q, p))
 370                         force_sig(SIGKILL, q);
 371         } while_each_thread(g, q);
 372
 373         return 0;
 374 }
 375
 376 static int oom_kill_process(struct task_struct *p, gfp_t gfp_mask, int order,
 377                             unsigned long points, struct mem_cgroup *mem,
 378                             const char *message)
 379 {
 380         struct task_struct *c;
 381
 382         if (printk_ratelimit()) {
 383                 task_lock(current);
 384                 printk(KERN_WARNING "%s invoked oom-killer: "
 385                         "gfp_mask=0x%x, order=%d, oom_adj=%d\n",
 386                         current->comm, gfp_mask, order,
 387                         current->mm ? current->mm->oom_adj : OOM_DISABLE);
 388                 cpuset_print_task_mems_allowed(current);
 389                 task_unlock(current);
 390                 dump_stack();
 391                 mem_cgroup_print_oom_info(mem, current);
 392                 show_mem();
 393                 if (sysctl_oom_dump_tasks)
 394                         dump_tasks(mem);
 395         }
 396
 397         /*
 398          * If the task is already exiting, don't alarm the sysadmin or kill
 399          * its children or threads, just set TIF_MEMDIE so it can die quickly
 400          */
 401         if (p->flags & PF_EXITING) {
 402                 __oom_kill_task(p, 0);
 403                 return 0;
 404         }
 405
 406         printk(KERN_ERR "%s: kill process %d (%s) score %li or a child\n",
 407                                         message, task_pid_nr(p), p->comm, points);
 408
 409         /* Try to kill a child first */
 410         list_for_each_entry(c, &p->children, sibling) {
 411                 if (c->mm == p->mm)
 412                         continue;
 413                 if (!oom_kill_task(c))
 414                         return 0;
 415         }
 416         return oom_kill_task(p);
 417 }
 418
 419 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
 420 void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *mem, gfp_t gfp_mask)
 421 {
 422         unsigned long points = 0;
 423         struct task_struct *p;
 424
 425         read_lock(&tasklist_lock);
 426 retry:
 427         p = select_bad_process(&points, mem);
 428         if (PTR_ERR(p) == -1UL)
 429                 goto out;
 430
 431         if (!p)
 432                 p = current;
 433
 434         if (oom_kill_process(p, gfp_mask, 0, points, mem,
 435                                 "Memory cgroup out of memory"))
 436                 goto retry;
 437 out:
 438         read_unlock(&tasklist_lock);
 439 }
 440 #endif
 441
 442 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(oom_notify_list);
 443
 444 int register_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 445 {
 446         return blocking_notifier_chain_register(&oom_notify_list, nb);
 447 }
 448 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_oom_notifier);
 449
 450 int unregister_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 451 {
 452         return blocking_notifier_chain_unregister(&oom_notify_list, nb);
 453 }
 454 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_oom_notifier);
 455
 456 /*
 457  * Try to acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist.  Returns zero
 458  * if a parallel OOM killing is already taking place that includes a zone in
 459  * the zonelist.  Otherwise, locks all zones in the zonelist and returns 1.
 460  */
 461 int try_set_zone_oom(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
 462 {
 463         struct zoneref *z;
 464         struct zone *zone;
 465         int ret = 1;
 466
 467         spin_lock(&zone_scan_lock);
 468         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 469                 if (zone_is_oom_locked(zone)) {
 470                         ret = 0;
 471                         goto out;
 472                 }
 473         }
 474
 475         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 476                 /*
 477                  * Lock each zone in the zonelist under zone_scan_lock so a
 478                  * parallel invocation of try_set_zone_oom() doesn't succeed
 479                  * when it shouldn't.
 480                  */
 481                 zone_set_flag(zone, ZONE_OOM_LOCKED);
 482         }
 483
 484 out:
 485         spin_unlock(&zone_scan_lock);
 486         return ret;
 487 }
 488
 489 /*
 490  * Clears the ZONE_OOM_LOCKED flag for all zones in the zonelist so that failed
 491  * allocation attempts with zonelists containing them may now recall the OOM
 492  * killer, if necessary.
 493  */
 494 void clear_zonelist_oom(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
 495 {
 496         struct zoneref *z;
 497         struct zone *zone;
 498
 499         spin_lock(&zone_scan_lock);
 500         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 501                 zone_clear_flag(zone, ZONE_OOM_LOCKED);
 502         }
 503         spin_unlock(&zone_scan_lock);
 504 }
 505
 506 /*
 507  * Must be called with tasklist_lock held for read.
 508  */
 509 static void __out_of_memory(gfp_t gfp_mask, int order)
 510 {
 511         struct task_struct *p;
 512         unsigned long points;
 513
 514         if (sysctl_oom_kill_allocating_task)
 515                 if (!oom_kill_process(current, gfp_mask, order, 0, NULL,
 516                                 "Out of memory (oom_kill_allocating_task)"))
 517                         return;
 518 retry:
 519         /*
 520          * Rambo mode: Shoot down a process and hope it solves whatever
 521          * issues we may have.
 522          */
 523         p = select_bad_process(&points, NULL);
 524
 525         if (PTR_ERR(p) == -1UL)
 526                 return;
 527
 528         /* Found nothing?!?! Either we hang forever, or we panic. */
 529         if (!p) {
 530                 read_unlock(&tasklist_lock);
 531                 panic("Out of memory and no killable processes...\n");
 532         }
 533
 534         if (oom_kill_process(p, gfp_mask, order, points, NULL,
 535                              "Out of memory"))
 536                 goto retry;
 537 }
 538
 539 /*
 540  * pagefault handler calls into here because it is out of memory but
 541  * doesn't know exactly how or why.
 542  */
 543 void pagefault_out_of_memory(void)
 544 {
 545         unsigned long freed = 0;
 546
 547         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
 548         if (freed > 0)
 549                 /* Got some memory back in the last second. */
 550                 return;
 551
 552         /*
 553          * If this is from memcg, oom-killer is already invoked.
 554          * and not worth to go system-wide-oom.
 555          */
 556         if (mem_cgroup_oom_called(current))
 557                 goto rest_and_return;
 558
 559         if (sysctl_panic_on_oom)
 560                 panic("out of memory from page fault. panic_on_oom is selected.\n");
 561
 562         read_lock(&tasklist_lock);
 563         __out_of_memory(0, 0); /* unknown gfp_mask and order */
 564         read_unlock(&tasklist_lock);
 565
 566         /*
 567          * Give "p" a good chance of killing itself before we
 568          * retry to allocate memory.
 569          */
 570 rest_and_return:
 571         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
 572                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 573 }
 574
 575 /**
 576  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
 577  * @zonelist: zonelist pointer
 578  * @gfp_mask: memory allocation flags
 579  * @order: amount of memory being requested as a power of 2
 580  *
 581  * If we run out of memory, we have the choice between either
 582  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
 583  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
 584  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
 585  */
 586 void out_of_memory(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask, int order)
 587 {
 588         unsigned long freed = 0;
 589         enum oom_constraint constraint;
 590
 591         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
 592         if (freed > 0)
 593                 /* Got some memory back in the last second. */
 594                 return;
 595
 596         if (sysctl_panic_on_oom == 2)
 597                 panic("out of memory. Compulsory panic_on_oom is selected.\n");
 598
 599         /*
 600          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
 601          * NUMA) that may require different handling.
 602          */
 603         constraint = constrained_alloc(zonelist, gfp_mask);
 604         read_lock(&tasklist_lock);
 605
 606         switch (constraint) {
 607         case CONSTRAINT_MEMORY_POLICY:
 608                 oom_kill_process(current, gfp_mask, order, 0, NULL,
 609                                 "No available memory (MPOL_BIND)");
 610                 break;
 611
 612         case CONSTRAINT_NONE:
 613                 if (sysctl_panic_on_oom)
 614                         panic("out of memory. panic_on_oom is selected\n");
 615                 /* Fall-through */
 616         case CONSTRAINT_CPUSET:
 617                 __out_of_memory(gfp_mask, order);
 618                 break;
 619         }
 620
 621         read_unlock(&tasklist_lock);
 622
 623         /*
 624          * Give "p" a good chance of killing itself before we
 625          * retry to allocate memory unless "p" is current
 626          */
 627         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
 628                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 629 }