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