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                 /* skip tasks that have already released their mm */
 260                 if (!p->mm)
 261                         continue;
 262                 /* skip the init task and kthreads */
 263                 if (is_global_init(p) || (p->flags & PF_KTHREAD))
 264                         continue;
 265                 if (mem && !task_in_mem_cgroup(p, mem))
 266                         continue;
 267
 268                 /*
 269                  * This task already has access to memory reserves and is
 270                  * being killed. Don't allow any other task access to the
 271                  * memory reserve.
 272                  *
 273                  * Note: this may have a chance of deadlock if it gets
 274                  * blocked waiting for another task which itself is waiting
 275                  * for memory. Is there a better alternative?
 276                  */
 277                 if (test_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE))
 278                         return ERR_PTR(-1UL);
 279
 280                 /*
 281                  * This is in the process of releasing memory so wait for it
 282                  * to finish before killing some other task by mistake.
 283                  *
 284                  * However, if p is the current task, we allow the 'kill' to
 285                  * go ahead if it is exiting: this will simply set TIF_MEMDIE,
 286                  * which will allow it to gain access to memory reserves in
 287                  * the process of exiting and releasing its resources.
 288                  * Otherwise we could get an easy OOM deadlock.
 289                  */
 290                 if ((p->flags & PF_EXITING) && p->mm) {
 291                         if (p != current)
 292                                 return ERR_PTR(-1UL);
 293
 294                         chosen = p;
 295                         *ppoints = ULONG_MAX;
 296                 }
 297
 298                 if (p->signal->oom_adj == OOM_DISABLE)
 299                         continue;
 300
 301                 points = badness(p, uptime.tv_sec);
 302                 if (points > *ppoints || !chosen) {
 303                         chosen = p;
 304                         *ppoints = points;
 305                 }
 306         }
 307
 308         return chosen;
 309 }
 310
 311 /**
 312  * dump_tasks - dump current memory state of all system tasks
 313  * @mem: target memory controller
 314  *
 315  * Dumps the current memory state of all system tasks, excluding kernel threads.
 316  * State information includes task's pid, uid, tgid, vm size, rss, cpu, oom_adj
 317  * score, and name.
 318  *
 319  * If the actual is non-NULL, only tasks that are a member of the mem_cgroup are
 320  * shown.
 321  *
 322  * Call with tasklist_lock read-locked.
 323  */
 324 static void dump_tasks(const struct mem_cgroup *mem)
 325 {
 326         struct task_struct *g, *p;
 327
 328         printk(KERN_INFO "[ pid ]   uid  tgid total_vm      rss cpu oom_adj "
 329                "name\n");
 330         do_each_thread(g, p) {
 331                 struct mm_struct *mm;
 332
 333                 if (mem && !task_in_mem_cgroup(p, mem))
 334                         continue;
 335                 if (!thread_group_leader(p))
 336                         continue;
 337
 338                 task_lock(p);
 339                 mm = p->mm;
 340                 if (!mm) {
 341                         /*
 342                          * total_vm and rss sizes do not exist for tasks with no
 343                          * mm so there's no need to report them; they can't be
 344                          * oom killed anyway.
 345                          */
 346                         task_unlock(p);
 347                         continue;
 348                 }
 349                 printk(KERN_INFO "[%5d] %5d %5d %8lu %8lu %3d     %3d %s\n",
 350                        p->pid, __task_cred(p)->uid, p->tgid, mm->total_vm,
 351                        get_mm_rss(mm), (int)task_cpu(p), p->signal->oom_adj,
 352                        p->comm);
 353                 task_unlock(p);
 354         } while_each_thread(g, p);
 355 }
 356
 357 static void dump_header(struct task_struct *p, gfp_t gfp_mask, int order,
 358                                                         struct mem_cgroup *mem)
 359 {
 360         pr_warning("%s invoked oom-killer: gfp_mask=0x%x, order=%d, "
 361                 "oom_adj=%d\n",
 362                 current->comm, gfp_mask, order, current->signal->oom_adj);
 363         task_lock(current);
 364         cpuset_print_task_mems_allowed(current);
 365         task_unlock(current);
 366         dump_stack();
 367         mem_cgroup_print_oom_info(mem, p);
 368         show_mem();
 369         if (sysctl_oom_dump_tasks)
 370                 dump_tasks(mem);
 371 }
 372
 373 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
 374
 375 /*
 376  * Send SIGKILL to the selected  process irrespective of  CAP_SYS_RAW_IO
 377  * flag though it's unlikely that  we select a process with CAP_SYS_RAW_IO
 378  * set.
 379  */
 380 static void __oom_kill_task(struct task_struct *p, int verbose)
 381 {
 382         if (is_global_init(p)) {
 383                 WARN_ON(1);
 384                 printk(KERN_WARNING "tried to kill init!\n");
 385                 return;
 386         }
 387
 388         task_lock(p);
 389         if (!p->mm) {
 390                 WARN_ON(1);
 391                 printk(KERN_WARNING "tried to kill an mm-less task %d (%s)!\n",
 392                         task_pid_nr(p), p->comm);
 393                 task_unlock(p);
 394                 return;
 395         }
 396
 397         if (verbose)
 398                 printk(KERN_ERR "Killed process %d (%s) "
 399                        "vsz:%lukB, anon-rss:%lukB, file-rss:%lukB\n",
 400                        task_pid_nr(p), p->comm,
 401                        K(p->mm->total_vm),
 402                        K(get_mm_counter(p->mm, MM_ANONPAGES)),
 403                        K(get_mm_counter(p->mm, MM_FILEPAGES)));
 404         task_unlock(p);
 405
 406         /*
 407          * We give our sacrificial lamb high priority and access to
 408          * all the memory it needs. That way it should be able to
 409          * exit() and clear out its resources quickly...
 410          */
 411         p->rt.time_slice = HZ;
 412         set_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE);
 413
 414         force_sig(SIGKILL, p);
 415 }
 416
 417 static int oom_kill_task(struct task_struct *p)
 418 {
 419         /* WARNING: mm may not be dereferenced since we did not obtain its
 420          * value from get_task_mm(p).  This is OK since all we need to do is
 421          * compare mm to q->mm below.
 422          *
 423          * Furthermore, even if mm contains a non-NULL value, p->mm may
 424          * change to NULL at any time since we do not hold task_lock(p).
 425          * However, this is of no concern to us.
 426          */
 427         if (!p->mm || p->signal->oom_adj == OOM_DISABLE)
 428                 return 1;
 429
 430         __oom_kill_task(p, 1);
 431
 432         return 0;
 433 }
 434
 435 static int oom_kill_process(struct task_struct *p, gfp_t gfp_mask, int order,
 436                             unsigned long points, struct mem_cgroup *mem,
 437                             const char *message)
 438 {
 439         struct task_struct *c;
 440
 441         if (printk_ratelimit())
 442                 dump_header(p, gfp_mask, order, mem);
 443
 444         /*
 445          * If the task is already exiting, don't alarm the sysadmin or kill
 446          * its children or threads, just set TIF_MEMDIE so it can die quickly
 447          */
 448         if (p->flags & PF_EXITING) {
 449                 __oom_kill_task(p, 0);
 450                 return 0;
 451         }
 452
 453         printk(KERN_ERR "%s: kill process %d (%s) score %li or a child\n",
 454                                         message, task_pid_nr(p), p->comm, points);
 455
 456         /* Try to kill a child first */
 457         list_for_each_entry(c, &p->children, sibling) {
 458                 if (c->mm == p->mm)
 459                         continue;
 460                 if (mem && !task_in_mem_cgroup(c, mem))
 461                         continue;
 462                 if (!oom_kill_task(c))
 463                         return 0;
 464         }
 465         return oom_kill_task(p);
 466 }
 467
 468 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
 469 void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *mem, gfp_t gfp_mask)
 470 {
 471         unsigned long points = 0;
 472         struct task_struct *p;
 473
 474         if (sysctl_panic_on_oom == 2)
 475                 panic("out of memory(memcg). panic_on_oom is selected.\n");
 476         read_lock(&tasklist_lock);
 477 retry:
 478         p = select_bad_process(&points, mem);
 479         if (!p || PTR_ERR(p) == -1UL)
 480                 goto out;
 481
 482         if (oom_kill_process(p, gfp_mask, 0, points, mem,
 483                                 "Memory cgroup out of memory"))
 484                 goto retry;
 485 out:
 486         read_unlock(&tasklist_lock);
 487 }
 488 #endif
 489
 490 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(oom_notify_list);
 491
 492 int register_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 493 {
 494         return blocking_notifier_chain_register(&oom_notify_list, nb);
 495 }
 496 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_oom_notifier);
 497
 498 int unregister_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 499 {
 500         return blocking_notifier_chain_unregister(&oom_notify_list, nb);
 501 }
 502 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_oom_notifier);
 503
 504 /*
 505  * Try to acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist.  Returns zero
 506  * if a parallel OOM killing is already taking place that includes a zone in
 507  * the zonelist.  Otherwise, locks all zones in the zonelist and returns 1.
 508  */
 509 int try_set_zone_oom(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
 510 {
 511         struct zoneref *z;
 512         struct zone *zone;
 513         int ret = 1;
 514
 515         spin_lock(&zone_scan_lock);
 516         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 517                 if (zone_is_oom_locked(zone)) {
 518                         ret = 0;
 519                         goto out;
 520                 }
 521         }
 522
 523         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 524                 /*
 525                  * Lock each zone in the zonelist under zone_scan_lock so a
 526                  * parallel invocation of try_set_zone_oom() doesn't succeed
 527                  * when it shouldn't.
 528                  */
 529                 zone_set_flag(zone, ZONE_OOM_LOCKED);
 530         }
 531
 532 out:
 533         spin_unlock(&zone_scan_lock);
 534         return ret;
 535 }
 536
 537 /*
 538  * Clears the ZONE_OOM_LOCKED flag for all zones in the zonelist so that failed
 539  * allocation attempts with zonelists containing them may now recall the OOM
 540  * killer, if necessary.
 541  */
 542 void clear_zonelist_oom(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
 543 {
 544         struct zoneref *z;
 545         struct zone *zone;
 546
 547         spin_lock(&zone_scan_lock);
 548         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 549                 zone_clear_flag(zone, ZONE_OOM_LOCKED);
 550         }
 551         spin_unlock(&zone_scan_lock);
 552 }
 553
 554 /*
 555  * Must be called with tasklist_lock held for read.
 556  */
 557 static void __out_of_memory(gfp_t gfp_mask, int order)
 558 {
 559         struct task_struct *p;
 560         unsigned long points;
 561
 562         if (sysctl_oom_kill_allocating_task)
 563                 if (!oom_kill_process(current, gfp_mask, order, 0, NULL,
 564                                 "Out of memory (oom_kill_allocating_task)"))
 565                         return;
 566 retry:
 567         /*
 568          * Rambo mode: Shoot down a process and hope it solves whatever
 569          * issues we may have.
 570          */
 571         p = select_bad_process(&points, NULL);
 572
 573         if (PTR_ERR(p) == -1UL)
 574                 return;
 575
 576         /* Found nothing?!?! Either we hang forever, or we panic. */
 577         if (!p) {
 578                 read_unlock(&tasklist_lock);
 579                 dump_header(NULL, gfp_mask, order, NULL);
 580                 panic("Out of memory and no killable processes...\n");
 581         }
 582
 583         if (oom_kill_process(p, gfp_mask, order, points, NULL,
 584                              "Out of memory"))
 585                 goto retry;
 586 }
 587
 588 /*
 589  * pagefault handler calls into here because it is out of memory but
 590  * doesn't know exactly how or why.
 591  */
 592 void pagefault_out_of_memory(void)
 593 {
 594         unsigned long freed = 0;
 595
 596         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
 597         if (freed > 0)
 598                 /* Got some memory back in the last second. */
 599                 return;
 600
 601         if (sysctl_panic_on_oom)
 602                 panic("out of memory from page fault. panic_on_oom is selected.\n");
 603
 604         read_lock(&tasklist_lock);
 605         __out_of_memory(0, 0); /* unknown gfp_mask and order */
 606         read_unlock(&tasklist_lock);
 607
 608         /*
 609          * Give "p" a good chance of killing itself before we
 610          * retry to allocate memory.
 611          */
 612         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
 613                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 614 }
 615
 616 /**
 617  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
 618  * @zonelist: zonelist pointer
 619  * @gfp_mask: memory allocation flags
 620  * @order: amount of memory being requested as a power of 2
 621  *
 622  * If we run out of memory, we have the choice between either
 623  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
 624  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
 625  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
 626  */
 627 void out_of_memory(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask,
 628                 int order, nodemask_t *nodemask)
 629 {
 630         unsigned long freed = 0;
 631         enum oom_constraint constraint;
 632
 633         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
 634         if (freed > 0)
 635                 /* Got some memory back in the last second. */
 636                 return;
 637
 638         if (sysctl_panic_on_oom == 2) {
 639                 dump_header(NULL, gfp_mask, order, NULL);
 640                 panic("out of memory. Compulsory panic_on_oom is selected.\n");
 641         }
 642
 643         /*
 644          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
 645          * NUMA) that may require different handling.
 646          */
 647         constraint = constrained_alloc(zonelist, gfp_mask, nodemask);
 648         read_lock(&tasklist_lock);
 649
 650         switch (constraint) {
 651         case CONSTRAINT_MEMORY_POLICY:
 652                 oom_kill_process(current, gfp_mask, order, 0, NULL,
 653                                 "No available memory (MPOL_BIND)");
 654                 break;
 655
 656         case CONSTRAINT_NONE:
 657                 if (sysctl_panic_on_oom) {
 658                         dump_header(NULL, gfp_mask, order, NULL);
 659                         panic("out of memory. panic_on_oom is selected\n");
 660                 }
 661                 /* Fall-through */
 662         case CONSTRAINT_CPUSET:
 663                 __out_of_memory(gfp_mask, order);
 664                 break;
 665         }
 666
 667         read_unlock(&tasklist_lock);
 668
 669         /*
 670          * Give "p" a good chance of killing itself before we
 671          * retry to allocate memory unless "p" is current
 672          */
 673         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
 674                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 675 }