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/gfp.h>
  22 #include <linux/sched.h>
  23 #include <linux/swap.h>
  24 #include <linux/timex.h>
  25 #include <linux/jiffies.h>
  26 #include <linux/cpuset.h>
  27 #include <linux/module.h>
  28 #include <linux/notifier.h>
  29 #include <linux/memcontrol.h>
  30 #include <linux/security.h>
  31
  32 int sysctl_panic_on_oom;
  33 int sysctl_oom_kill_allocating_task;
  34 int sysctl_oom_dump_tasks;
  35 static DEFINE_SPINLOCK(zone_scan_lock);
  36 /* #define DEBUG */
  37
  38 /*
  39  * Is all threads of the target process nodes overlap ours?
  40  */
  41 static int has_intersects_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
  42 {
  43         struct task_struct *t;
  44
  45         t = tsk;
  46         do {
  47                 if (cpuset_mems_allowed_intersects(current, t))
  48                         return 1;
  49                 t = next_thread(t);
  50         } while (t != tsk);
  51
  52         return 0;
  53 }
  54
  55 /**
  56  * badness - calculate a numeric value for how bad this task has been
  57  * @p: task struct of which task we should calculate
  58  * @uptime: current uptime in seconds
  59  *
  60  * The formula used is relatively simple and documented inline in the
  61  * function. The main rationale is that we want to select a good task
  62  * to kill when we run out of memory.
  63  *
  64  * Good in this context means that:
  65  * 1) we lose the minimum amount of work done
  66  * 2) we recover a large amount of memory
  67  * 3) we don't kill anything innocent of eating tons of memory
  68  * 4) we want to kill the minimum amount of processes (one)
  69  * 5) we try to kill the process the user expects us to kill, this
  70  *    algorithm has been meticulously tuned to meet the principle
  71  *    of least surprise ... (be careful when you change it)
  72  */
  73
  74 unsigned long badness(struct task_struct *p, unsigned long uptime)
  75 {
  76         unsigned long points, cpu_time, run_time;
  77         struct mm_struct *mm;
  78         struct task_struct *child;
  79         int oom_adj = p->signal->oom_adj;
  80         struct task_cputime task_time;
  81         unsigned long utime;
  82         unsigned long stime;
  83
  84         if (oom_adj == OOM_DISABLE)
  85                 return 0;
  86
  87         task_lock(p);
  88         mm = p->mm;
  89         if (!mm) {
  90                 task_unlock(p);
  91                 return 0;
  92         }
  93
  94         /*
  95          * The memory size of the process is the basis for the badness.
  96          */
  97         points = mm->total_vm;
  98
  99         /*
 100          * After this unlock we can no longer dereference local variable `mm'
 101          */
 102         task_unlock(p);
 103
 104         /*
 105          * swapoff can easily use up all memory, so kill those first.
 106          */
 107         if (p->flags & PF_OOM_ORIGIN)
 108                 return ULONG_MAX;
 109
 110         /*
 111          * Processes which fork a lot of child processes are likely
 112          * a good choice. We add half the vmsize of the children if they
 113          * have an own mm. This prevents forking servers to flood the
 114          * machine with an endless amount of children. In case a single
 115          * child is eating the vast majority of memory, adding only half
 116          * to the parents will make the child our kill candidate of choice.
 117          */
 118         list_for_each_entry(child, &p->children, sibling) {
 119                 task_lock(child);
 120                 if (child->mm != mm && child->mm)
 121                         points += child->mm->total_vm/2 + 1;
 122                 task_unlock(child);
 123         }
 124
 125         /*
 126          * CPU time is in tens of seconds and run time is in thousands
 127          * of seconds. There is no particular reason for this other than
 128          * that it turned out to work very well in practice.
 129          */
 130         thread_group_cputime(p, &task_time);
 131         utime = cputime_to_jiffies(task_time.utime);
 132         stime = cputime_to_jiffies(task_time.stime);
 133         cpu_time = (utime + stime) >> (SHIFT_HZ + 3);
 134
 135
 136         if (uptime >= p->start_time.tv_sec)
 137                 run_time = (uptime - p->start_time.tv_sec) >> 10;
 138         else
 139                 run_time = 0;
 140
 141         if (cpu_time)
 142                 points /= int_sqrt(cpu_time);
 143         if (run_time)
 144                 points /= int_sqrt(int_sqrt(run_time));
 145
 146         /*
 147          * Niced processes are most likely less important, so double
 148          * their badness points.
 149          */
 150         if (task_nice(p) > 0)
 151                 points *= 2;
 152
 153         /*
 154          * Superuser processes are usually more important, so we make it
 155          * less likely that we kill those.
 156          */
 157         if (has_capability_noaudit(p, CAP_SYS_ADMIN) ||
 158             has_capability_noaudit(p, CAP_SYS_RESOURCE))
 159                 points /= 4;
 160
 161         /*
 162          * We don't want to kill a process with direct hardware access.
 163          * Not only could that mess up the hardware, but usually users
 164          * tend to only have this flag set on applications they think
 165          * of as important.
 166          */
 167         if (has_capability_noaudit(p, CAP_SYS_RAWIO))
 168                 points /= 4;
 169
 170         /*
 171          * If p's nodes don't overlap ours, it may still help to kill p
 172          * because p may have allocated or otherwise mapped memory on
 173          * this node before. However it will be less likely.
 174          */
 175         if (!has_intersects_mems_allowed(p))
 176                 points /= 8;
 177
 178         /*
 179          * Adjust the score by oom_adj.
 180          */
 181         if (oom_adj) {
 182                 if (oom_adj > 0) {
 183                         if (!points)
 184                                 points = 1;
 185                         points <<= oom_adj;
 186                 } else
 187                         points >>= -(oom_adj);
 188         }
 189
 190 #ifdef DEBUG
 191         printk(KERN_DEBUG "OOMkill: task %d (%s) got %lu points\n",
 192         p->pid, p->comm, points);
 193 #endif
 194         return points;
 195 }
 196
 197 /*
 198  * Determine the type of allocation constraint.
 199  */
 200 #ifdef CONFIG_NUMA
 201 static enum oom_constraint constrained_alloc(struct zonelist *zonelist,
 202                                     gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
 203 {
 204         struct zone *zone;
 205         struct zoneref *z;
 206         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
 207
 208         /*
 209          * Reach here only when __GFP_NOFAIL is used. So, we should avoid
 210          * to kill current.We have to random task kill in this case.
 211          * Hopefully, CONSTRAINT_THISNODE...but no way to handle it, now.
 212          */
 213         if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
 214                 return CONSTRAINT_NONE;
 215
 216         /*
 217          * The nodemask here is a nodemask passed to alloc_pages(). Now,
 218          * cpuset doesn't use this nodemask for its hardwall/softwall/hierarchy
 219          * feature. mempolicy is an only user of nodemask here.
 220          * check mempolicy's nodemask contains all N_HIGH_MEMORY
 221          */
 222         if (nodemask && !nodes_subset(node_states[N_HIGH_MEMORY], *nodemask))
 223                 return CONSTRAINT_MEMORY_POLICY;
 224
 225         /* Check this allocation failure is caused by cpuset's wall function */
 226         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
 227                         high_zoneidx, nodemask)
 228                 if (!cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
 229                         return CONSTRAINT_CPUSET;
 230
 231         return CONSTRAINT_NONE;
 232 }
 233 #else
 234 static enum oom_constraint constrained_alloc(struct zonelist *zonelist,
 235                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
 236 {
 237         return CONSTRAINT_NONE;
 238 }
 239 #endif
 240
 241 /*
 242  * Simple selection loop. We chose the process with the highest
 243  * number of 'points'. We expect the caller will lock the tasklist.
 244  *
 245  * (not docbooked, we don't want this one cluttering up the manual)
 246  */
 247 static struct task_struct *select_bad_process(unsigned long *ppoints,
 248                                                 struct mem_cgroup *mem)
 249 {
 250         struct task_struct *p;
 251         struct task_struct *chosen = NULL;
 252         struct timespec uptime;
 253         *ppoints = 0;
 254
 255         do_posix_clock_monotonic_gettime(&uptime);
 256         for_each_process(p) {
 257                 unsigned long points;
 258
 259                 /*
 260                  * skip kernel threads and tasks which have already released
 261                  * their mm.
 262                  */
 263                 if (!p->mm)
 264                         continue;
 265                 /* skip the init task */
 266                 if (is_global_init(p))
 267                         continue;
 268                 if (mem && !task_in_mem_cgroup(p, mem))
 269                         continue;
 270
 271                 /*
 272                  * This task already has access to memory reserves and is
 273                  * being killed. Don't allow any other task access to the
 274                  * memory reserve.
 275                  *
 276                  * Note: this may have a chance of deadlock if it gets
 277                  * blocked waiting for another task which itself is waiting
 278                  * for memory. Is there a better alternative?
 279                  */
 280                 if (test_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE))
 281                         return ERR_PTR(-1UL);
 282
 283                 /*
 284                  * This is in the process of releasing memory so wait for it
 285                  * to finish before killing some other task by mistake.
 286                  *
 287                  * However, if p is the current task, we allow the 'kill' to
 288                  * go ahead if it is exiting: this will simply set TIF_MEMDIE,
 289                  * which will allow it to gain access to memory reserves in
 290                  * the process of exiting and releasing its resources.
 291                  * Otherwise we could get an easy OOM deadlock.
 292                  */
 293                 if (p->flags & PF_EXITING) {
 294                         if (p != current)
 295                                 return ERR_PTR(-1UL);
 296
 297                         chosen = p;
 298                         *ppoints = ULONG_MAX;
 299                 }
 300
 301                 if (p->signal->oom_adj == OOM_DISABLE)
 302                         continue;
 303
 304                 points = badness(p, uptime.tv_sec);
 305                 if (points > *ppoints || !chosen) {
 306                         chosen = p;
 307                         *ppoints = points;
 308                 }
 309         }
 310
 311         return chosen;
 312 }
 313
 314 /**
 315  * dump_tasks - dump current memory state of all system tasks
 316  * @mem: target memory controller
 317  *
 318  * Dumps the current memory state of all system tasks, excluding kernel threads.
 319  * State information includes task's pid, uid, tgid, vm size, rss, cpu, oom_adj
 320  * score, and name.
 321  *
 322  * If the actual is non-NULL, only tasks that are a member of the mem_cgroup are
 323  * shown.
 324  *
 325  * Call with tasklist_lock read-locked.
 326  */
 327 static void dump_tasks(const struct mem_cgroup *mem)
 328 {
 329         struct task_struct *g, *p;
 330
 331         printk(KERN_INFO "[ pid ]   uid  tgid total_vm      rss cpu oom_adj "
 332                "name\n");
 333         do_each_thread(g, p) {
 334                 struct mm_struct *mm;
 335
 336                 if (mem && !task_in_mem_cgroup(p, mem))
 337                         continue;
 338                 if (!thread_group_leader(p))
 339                         continue;
 340
 341                 task_lock(p);
 342                 mm = p->mm;
 343                 if (!mm) {
 344                         /*
 345                          * total_vm and rss sizes do not exist for tasks with no
 346                          * mm so there's no need to report them; they can't be
 347                          * oom killed anyway.
 348                          */
 349                         task_unlock(p);
 350                         continue;
 351                 }
 352                 printk(KERN_INFO "[%5d] %5d %5d %8lu %8lu %3d     %3d %s\n",
 353                        p->pid, __task_cred(p)->uid, p->tgid, mm->total_vm,
 354                        get_mm_rss(mm), (int)task_cpu(p), p->signal->oom_adj,
 355                        p->comm);
 356                 task_unlock(p);
 357         } while_each_thread(g, p);
 358 }
 359
 360 static void dump_header(struct task_struct *p, gfp_t gfp_mask, int order,
 361                                                         struct mem_cgroup *mem)
 362 {
 363         pr_warning("%s invoked oom-killer: gfp_mask=0x%x, order=%d, "
 364                 "oom_adj=%d\n",
 365                 current->comm, gfp_mask, order, current->signal->oom_adj);
 366         task_lock(current);
 367         cpuset_print_task_mems_allowed(current);
 368         task_unlock(current);
 369         dump_stack();
 370         mem_cgroup_print_oom_info(mem, p);
 371         show_mem();
 372         if (sysctl_oom_dump_tasks)
 373                 dump_tasks(mem);
 374 }
 375
 376 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
 377
 378 /*
 379  * Send SIGKILL to the selected  process irrespective of  CAP_SYS_RAW_IO
 380  * flag though it's unlikely that  we select a process with CAP_SYS_RAW_IO
 381  * set.
 382  */
 383 static void __oom_kill_task(struct task_struct *p, int verbose)
 384 {
 385         if (is_global_init(p)) {
 386                 WARN_ON(1);
 387                 printk(KERN_WARNING "tried to kill init!\n");
 388                 return;
 389         }
 390
 391         task_lock(p);
 392         if (!p->mm) {
 393                 WARN_ON(1);
 394                 printk(KERN_WARNING "tried to kill an mm-less task %d (%s)!\n",
 395                         task_pid_nr(p), p->comm);
 396                 task_unlock(p);
 397                 return;
 398         }
 399
 400         if (verbose)
 401                 printk(KERN_ERR "Killed process %d (%s) "
 402                        "vsz:%lukB, anon-rss:%lukB, file-rss:%lukB\n",
 403                        task_pid_nr(p), p->comm,
 404                        K(p->mm->total_vm),
 405                        K(get_mm_counter(p->mm, MM_ANONPAGES)),
 406                        K(get_mm_counter(p->mm, MM_FILEPAGES)));
 407         task_unlock(p);
 408
 409         /*
 410          * We give our sacrificial lamb high priority and access to
 411          * all the memory it needs. That way it should be able to
 412          * exit() and clear out its resources quickly...
 413          */
 414         p->rt.time_slice = HZ;
 415         set_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE);
 416
 417         force_sig(SIGKILL, p);
 418 }
 419
 420 static int oom_kill_task(struct task_struct *p)
 421 {
 422         /* WARNING: mm may not be dereferenced since we did not obtain its
 423          * value from get_task_mm(p).  This is OK since all we need to do is
 424          * compare mm to q->mm below.
 425          *
 426          * Furthermore, even if mm contains a non-NULL value, p->mm may
 427          * change to NULL at any time since we do not hold task_lock(p).
 428          * However, this is of no concern to us.
 429          */
 430         if (!p->mm || p->signal->oom_adj == OOM_DISABLE)
 431                 return 1;
 432
 433         __oom_kill_task(p, 1);
 434
 435         return 0;
 436 }
 437
 438 static int oom_kill_process(struct task_struct *p, gfp_t gfp_mask, int order,
 439                             unsigned long points, struct mem_cgroup *mem,
 440                             const char *message)
 441 {
 442         struct task_struct *c;
 443
 444         if (printk_ratelimit())
 445                 dump_header(p, gfp_mask, order, mem);
 446
 447         /*
 448          * If the task is already exiting, don't alarm the sysadmin or kill
 449          * its children or threads, just set TIF_MEMDIE so it can die quickly
 450          */
 451         if (p->flags & PF_EXITING) {
 452                 __oom_kill_task(p, 0);
 453                 return 0;
 454         }
 455
 456         printk(KERN_ERR "%s: kill process %d (%s) score %li or a child\n",
 457                                         message, task_pid_nr(p), p->comm, points);
 458
 459         /* Try to kill a child first */
 460         list_for_each_entry(c, &p->children, sibling) {
 461                 if (c->mm == p->mm)
 462                         continue;
 463                 if (mem && !task_in_mem_cgroup(c, mem))
 464                         continue;
 465                 if (!oom_kill_task(c))
 466                         return 0;
 467         }
 468         return oom_kill_task(p);
 469 }
 470
 471 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
 472 void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *mem, gfp_t gfp_mask)
 473 {
 474         unsigned long points = 0;
 475         struct task_struct *p;
 476
 477         if (sysctl_panic_on_oom == 2)
 478                 panic("out of memory(memcg). panic_on_oom is selected.\n");
 479         read_lock(&tasklist_lock);
 480 retry:
 481         p = select_bad_process(&points, mem);
 482         if (PTR_ERR(p) == -1UL)
 483                 goto out;
 484
 485         if (!p)
 486                 p = current;
 487
 488         if (oom_kill_process(p, gfp_mask, 0, points, mem,
 489                                 "Memory cgroup out of memory"))
 490                 goto retry;
 491 out:
 492         read_unlock(&tasklist_lock);
 493 }
 494 #endif
 495
 496 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(oom_notify_list);
 497
 498 int register_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 499 {
 500         return blocking_notifier_chain_register(&oom_notify_list, nb);
 501 }
 502 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_oom_notifier);
 503
 504 int unregister_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 505 {
 506         return blocking_notifier_chain_unregister(&oom_notify_list, nb);
 507 }
 508 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_oom_notifier);
 509
 510 /*
 511  * Try to acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist.  Returns zero
 512  * if a parallel OOM killing is already taking place that includes a zone in
 513  * the zonelist.  Otherwise, locks all zones in the zonelist and returns 1.
 514  */
 515 int try_set_zone_oom(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
 516 {
 517         struct zoneref *z;
 518         struct zone *zone;
 519         int ret = 1;
 520
 521         spin_lock(&zone_scan_lock);
 522         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 523                 if (zone_is_oom_locked(zone)) {
 524                         ret = 0;
 525                         goto out;
 526                 }
 527         }
 528
 529         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 530                 /*
 531                  * Lock each zone in the zonelist under zone_scan_lock so a
 532                  * parallel invocation of try_set_zone_oom() doesn't succeed
 533                  * when it shouldn't.
 534                  */
 535                 zone_set_flag(zone, ZONE_OOM_LOCKED);
 536         }
 537
 538 out:
 539         spin_unlock(&zone_scan_lock);
 540         return ret;
 541 }
 542
 543 /*
 544  * Clears the ZONE_OOM_LOCKED flag for all zones in the zonelist so that failed
 545  * allocation attempts with zonelists containing them may now recall the OOM
 546  * killer, if necessary.
 547  */
 548 void clear_zonelist_oom(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
 549 {
 550         struct zoneref *z;
 551         struct zone *zone;
 552
 553         spin_lock(&zone_scan_lock);
 554         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 555                 zone_clear_flag(zone, ZONE_OOM_LOCKED);
 556         }
 557         spin_unlock(&zone_scan_lock);
 558 }
 559
 560 /*
 561  * Must be called with tasklist_lock held for read.
 562  */
 563 static void __out_of_memory(gfp_t gfp_mask, int order)
 564 {
 565         struct task_struct *p;
 566         unsigned long points;
 567
 568         if (sysctl_oom_kill_allocating_task)
 569                 if (!oom_kill_process(current, gfp_mask, order, 0, NULL,
 570                                 "Out of memory (oom_kill_allocating_task)"))
 571                         return;
 572 retry:
 573         /*
 574          * Rambo mode: Shoot down a process and hope it solves whatever
 575          * issues we may have.
 576          */
 577         p = select_bad_process(&points, NULL);
 578
 579         if (PTR_ERR(p) == -1UL)
 580                 return;
 581
 582         /* Found nothing?!?! Either we hang forever, or we panic. */
 583         if (!p) {
 584                 read_unlock(&tasklist_lock);
 585                 dump_header(NULL, gfp_mask, order, NULL);
 586                 panic("Out of memory and no killable processes...\n");
 587         }
 588
 589         if (oom_kill_process(p, gfp_mask, order, points, NULL,
 590                              "Out of memory"))
 591                 goto retry;
 592 }
 593
 594 /*
 595  * pagefault handler calls into here because it is out of memory but
 596  * doesn't know exactly how or why.
 597  */
 598 void pagefault_out_of_memory(void)
 599 {
 600         unsigned long freed = 0;
 601
 602         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
 603         if (freed > 0)
 604                 /* Got some memory back in the last second. */
 605                 return;
 606
 607         if (sysctl_panic_on_oom)
 608                 panic("out of memory from page fault. panic_on_oom is selected.\n");
 609
 610         read_lock(&tasklist_lock);
 611         __out_of_memory(0, 0); /* unknown gfp_mask and order */
 612         read_unlock(&tasklist_lock);
 613
 614         /*
 615          * Give "p" a good chance of killing itself before we
 616          * retry to allocate memory.
 617          */
 618         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
 619                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 620 }
 621
 622 /**
 623  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
 624  * @zonelist: zonelist pointer
 625  * @gfp_mask: memory allocation flags
 626  * @order: amount of memory being requested as a power of 2
 627  *
 628  * If we run out of memory, we have the choice between either
 629  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
 630  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
 631  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
 632  */
 633 void out_of_memory(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask,
 634                 int order, nodemask_t *nodemask)
 635 {
 636         unsigned long freed = 0;
 637         enum oom_constraint constraint;
 638
 639         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
 640         if (freed > 0)
 641                 /* Got some memory back in the last second. */
 642                 return;
 643
 644         if (sysctl_panic_on_oom == 2) {
 645                 dump_header(NULL, gfp_mask, order, NULL);
 646                 panic("out of memory. Compulsory panic_on_oom is selected.\n");
 647         }
 648
 649         /*
 650          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
 651          * NUMA) that may require different handling.
 652          */
 653         constraint = constrained_alloc(zonelist, gfp_mask, nodemask);
 654         read_lock(&tasklist_lock);
 655
 656         switch (constraint) {
 657         case CONSTRAINT_MEMORY_POLICY:
 658                 oom_kill_process(current, gfp_mask, order, 0, NULL,
 659                                 "No available memory (MPOL_BIND)");
 660                 break;
 661
 662         case CONSTRAINT_NONE:
 663                 if (sysctl_panic_on_oom) {
 664                         dump_header(NULL, gfp_mask, order, NULL);
 665                         panic("out of memory. panic_on_oom is selected\n");
 666                 }
 667                 /* Fall-through */
 668         case CONSTRAINT_CPUSET:
 669                 __out_of_memory(gfp_mask, order);
 670                 break;
 671         }
 672
 673         read_unlock(&tasklist_lock);
 674
 675         /*
 676          * Give "p" a good chance of killing itself before we
 677          * retry to allocate memory unless "p" is current
 678          */
 679         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
 680                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 681 }