oom: avoid sending exiting tasks a SIGKILL
[linux-2.6.git] / 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 static struct task_struct *find_lock_task_mm(struct task_struct *p)
56 {
57         struct task_struct *t = p;
58
59         do {
60                 task_lock(t);
61                 if (likely(t->mm))
62                         return t;
63                 task_unlock(t);
64         } while_each_thread(p, t);
65
66         return NULL;
67 }
68
69 /**
70  * badness - calculate a numeric value for how bad this task has been
71  * @p: task struct of which task we should calculate
72  * @uptime: current uptime in seconds
73  *
74  * The formula used is relatively simple and documented inline in the
75  * function. The main rationale is that we want to select a good task
76  * to kill when we run out of memory.
77  *
78  * Good in this context means that:
79  * 1) we lose the minimum amount of work done
80  * 2) we recover a large amount of memory
81  * 3) we don't kill anything innocent of eating tons of memory
82  * 4) we want to kill the minimum amount of processes (one)
83  * 5) we try to kill the process the user expects us to kill, this
84  *    algorithm has been meticulously tuned to meet the principle
85  *    of least surprise ... (be careful when you change it)
86  */
87
88 unsigned long badness(struct task_struct *p, unsigned long uptime)
89 {
90         unsigned long points, cpu_time, run_time;
91         struct task_struct *child;
92         struct task_struct *c, *t;
93         int oom_adj = p->signal->oom_adj;
94         struct task_cputime task_time;
95         unsigned long utime;
96         unsigned long stime;
97
98         if (oom_adj == OOM_DISABLE)
99                 return 0;
100
101         p = find_lock_task_mm(p);
102         if (!p)
103                 return 0;
104
105         /*
106          * The memory size of the process is the basis for the badness.
107          */
108         points = p->mm->total_vm;
109
110         /*
111          * After this unlock we can no longer dereference local variable `mm'
112          */
113         task_unlock(p);
114
115         /*
116          * swapoff can easily use up all memory, so kill those first.
117          */
118         if (p->flags & PF_OOM_ORIGIN)
119                 return ULONG_MAX;
120
121         /*
122          * Processes which fork a lot of child processes are likely
123          * a good choice. We add half the vmsize of the children if they
124          * have an own mm. This prevents forking servers to flood the
125          * machine with an endless amount of children. In case a single
126          * child is eating the vast majority of memory, adding only half
127          * to the parents will make the child our kill candidate of choice.
128          */
129         t = p;
130         do {
131                 list_for_each_entry(c, &t->children, sibling) {
132                         child = find_lock_task_mm(c);
133                         if (child) {
134                                 if (child->mm != p->mm)
135                                         points += child->mm->total_vm/2 + 1;
136                                 task_unlock(child);
137                         }
138                 }
139         } while_each_thread(p, t);
140
141         /*
142          * CPU time is in tens of seconds and run time is in thousands
143          * of seconds. There is no particular reason for this other than
144          * that it turned out to work very well in practice.
145          */
146         thread_group_cputime(p, &task_time);
147         utime = cputime_to_jiffies(task_time.utime);
148         stime = cputime_to_jiffies(task_time.stime);
149         cpu_time = (utime + stime) >> (SHIFT_HZ + 3);
150
151
152         if (uptime >= p->start_time.tv_sec)
153                 run_time = (uptime - p->start_time.tv_sec) >> 10;
154         else
155                 run_time = 0;
156
157         if (cpu_time)
158                 points /= int_sqrt(cpu_time);
159         if (run_time)
160                 points /= int_sqrt(int_sqrt(run_time));
161
162         /*
163          * Niced processes are most likely less important, so double
164          * their badness points.
165          */
166         if (task_nice(p) > 0)
167                 points *= 2;
168
169         /*
170          * Superuser processes are usually more important, so we make it
171          * less likely that we kill those.
172          */
173         if (has_capability_noaudit(p, CAP_SYS_ADMIN) ||
174             has_capability_noaudit(p, CAP_SYS_RESOURCE))
175                 points /= 4;
176
177         /*
178          * We don't want to kill a process with direct hardware access.
179          * Not only could that mess up the hardware, but usually users
180          * tend to only have this flag set on applications they think
181          * of as important.
182          */
183         if (has_capability_noaudit(p, CAP_SYS_RAWIO))
184                 points /= 4;
185
186         /*
187          * If p's nodes don't overlap ours, it may still help to kill p
188          * because p may have allocated or otherwise mapped memory on
189          * this node before. However it will be less likely.
190          */
191         if (!has_intersects_mems_allowed(p))
192                 points /= 8;
193
194         /*
195          * Adjust the score by oom_adj.
196          */
197         if (oom_adj) {
198                 if (oom_adj > 0) {
199                         if (!points)
200                                 points = 1;
201                         points <<= oom_adj;
202                 } else
203                         points >>= -(oom_adj);
204         }
205
206 #ifdef DEBUG
207         printk(KERN_DEBUG "OOMkill: task %d (%s) got %lu points\n",
208         p->pid, p->comm, points);
209 #endif
210         return points;
211 }
212
213 /*
214  * Determine the type of allocation constraint.
215  */
216 #ifdef CONFIG_NUMA
217 static enum oom_constraint constrained_alloc(struct zonelist *zonelist,
218                                     gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
219 {
220         struct zone *zone;
221         struct zoneref *z;
222         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
223
224         /*
225          * Reach here only when __GFP_NOFAIL is used. So, we should avoid
226          * to kill current.We have to random task kill in this case.
227          * Hopefully, CONSTRAINT_THISNODE...but no way to handle it, now.
228          */
229         if (gfp_mask & __GFP_THISNODE)
230                 return CONSTRAINT_NONE;
231
232         /*
233          * The nodemask here is a nodemask passed to alloc_pages(). Now,
234          * cpuset doesn't use this nodemask for its hardwall/softwall/hierarchy
235          * feature. mempolicy is an only user of nodemask here.
236          * check mempolicy's nodemask contains all N_HIGH_MEMORY
237          */
238         if (nodemask && !nodes_subset(node_states[N_HIGH_MEMORY], *nodemask))
239                 return CONSTRAINT_MEMORY_POLICY;
240
241         /* Check this allocation failure is caused by cpuset's wall function */
242         for_each_zone_zonelist_nodemask(zone, z, zonelist,
243                         high_zoneidx, nodemask)
244                 if (!cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
245                         return CONSTRAINT_CPUSET;
246
247         return CONSTRAINT_NONE;
248 }
249 #else
250 static enum oom_constraint constrained_alloc(struct zonelist *zonelist,
251                                 gfp_t gfp_mask, nodemask_t *nodemask)
252 {
253         return CONSTRAINT_NONE;
254 }
255 #endif
256
257 /*
258  * Simple selection loop. We chose the process with the highest
259  * number of 'points'. We expect the caller will lock the tasklist.
260  *
261  * (not docbooked, we don't want this one cluttering up the manual)
262  */
263 static struct task_struct *select_bad_process(unsigned long *ppoints,
264                                                 struct mem_cgroup *mem)
265 {
266         struct task_struct *p;
267         struct task_struct *chosen = NULL;
268         struct timespec uptime;
269         *ppoints = 0;
270
271         do_posix_clock_monotonic_gettime(&uptime);
272         for_each_process(p) {
273                 unsigned long points;
274
275                 /* skip the init task and kthreads */
276                 if (is_global_init(p) || (p->flags & PF_KTHREAD))
277                         continue;
278                 if (mem && !task_in_mem_cgroup(p, mem))
279                         continue;
280
281                 /*
282                  * This task already has access to memory reserves and is
283                  * being killed. Don't allow any other task access to the
284                  * memory reserve.
285                  *
286                  * Note: this may have a chance of deadlock if it gets
287                  * blocked waiting for another task which itself is waiting
288                  * for memory. Is there a better alternative?
289                  */
290                 if (test_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE))
291                         return ERR_PTR(-1UL);
292
293                 /*
294                  * This is in the process of releasing memory so wait for it
295                  * to finish before killing some other task by mistake.
296                  *
297                  * However, if p is the current task, we allow the 'kill' to
298                  * go ahead if it is exiting: this will simply set TIF_MEMDIE,
299                  * which will allow it to gain access to memory reserves in
300                  * the process of exiting and releasing its resources.
301                  * Otherwise we could get an easy OOM deadlock.
302                  */
303                 if ((p->flags & PF_EXITING) && p->mm) {
304                         if (p != current)
305                                 return ERR_PTR(-1UL);
306
307                         chosen = p;
308                         *ppoints = ULONG_MAX;
309                 }
310
311                 if (p->signal->oom_adj == OOM_DISABLE)
312                         continue;
313
314                 points = badness(p, uptime.tv_sec);
315                 if (points > *ppoints || !chosen) {
316                         chosen = p;
317                         *ppoints = points;
318                 }
319         }
320
321         return chosen;
322 }
323
324 /**
325  * dump_tasks - dump current memory state of all system tasks
326  * @mem: current's memory controller, if constrained
327  *
328  * Dumps the current memory state of all system tasks, excluding kernel threads.
329  * State information includes task's pid, uid, tgid, vm size, rss, cpu, oom_adj
330  * score, and name.
331  *
332  * If the actual is non-NULL, only tasks that are a member of the mem_cgroup are
333  * shown.
334  *
335  * Call with tasklist_lock read-locked.
336  */
337 static void dump_tasks(const struct mem_cgroup *mem)
338 {
339         struct task_struct *p;
340         struct task_struct *task;
341
342         printk(KERN_INFO "[ pid ]   uid  tgid total_vm      rss cpu oom_adj "
343                "name\n");
344         for_each_process(p) {
345                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
346                         continue;
347                 if (mem && !task_in_mem_cgroup(p, mem))
348                         continue;
349
350                 task = find_lock_task_mm(p);
351                 if (!task) {
352                         /*
353                          * This is a kthread or all of p's threads have already
354                          * detached their mm's.  There's no need to report
355                          * them; they can't be oom killed anyway.
356                          */
357                         continue;
358                 }
359
360                 printk(KERN_INFO "[%5d] %5d %5d %8lu %8lu %3u     %3d %s\n",
361                        task->pid, __task_cred(task)->uid, task->tgid,
362                        task->mm->total_vm, get_mm_rss(task->mm),
363                        task_cpu(task), task->signal->oom_adj, task->comm);
364                 task_unlock(task);
365         }
366 }
367
368 static void dump_header(struct task_struct *p, gfp_t gfp_mask, int order,
369                                                         struct mem_cgroup *mem)
370 {
371         pr_warning("%s invoked oom-killer: gfp_mask=0x%x, order=%d, "
372                 "oom_adj=%d\n",
373                 current->comm, gfp_mask, order, current->signal->oom_adj);
374         task_lock(current);
375         cpuset_print_task_mems_allowed(current);
376         task_unlock(current);
377         dump_stack();
378         mem_cgroup_print_oom_info(mem, p);
379         show_mem();
380         if (sysctl_oom_dump_tasks)
381                 dump_tasks(mem);
382 }
383
384 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
385
386 /*
387  * Send SIGKILL to the selected  process irrespective of  CAP_SYS_RAW_IO
388  * flag though it's unlikely that  we select a process with CAP_SYS_RAW_IO
389  * set.
390  */
391 static void __oom_kill_task(struct task_struct *p, int verbose)
392 {
393         if (is_global_init(p)) {
394                 WARN_ON(1);
395                 printk(KERN_WARNING "tried to kill init!\n");
396                 return;
397         }
398
399         p = find_lock_task_mm(p);
400         if (!p)
401                 return;
402
403         if (verbose)
404                 printk(KERN_ERR "Killed process %d (%s) "
405                        "vsz:%lukB, anon-rss:%lukB, file-rss:%lukB\n",
406                        task_pid_nr(p), p->comm,
407                        K(p->mm->total_vm),
408                        K(get_mm_counter(p->mm, MM_ANONPAGES)),
409                        K(get_mm_counter(p->mm, MM_FILEPAGES)));
410         task_unlock(p);
411
412         /*
413          * We give our sacrificial lamb high priority and access to
414          * all the memory it needs. That way it should be able to
415          * exit() and clear out its resources quickly...
416          */
417         p->rt.time_slice = HZ;
418         set_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE);
419
420         force_sig(SIGKILL, p);
421 }
422
423 static int oom_kill_task(struct task_struct *p)
424 {
425         /* WARNING: mm may not be dereferenced since we did not obtain its
426          * value from get_task_mm(p).  This is OK since all we need to do is
427          * compare mm to q->mm below.
428          *
429          * Furthermore, even if mm contains a non-NULL value, p->mm may
430          * change to NULL at any time since we do not hold task_lock(p).
431          * However, this is of no concern to us.
432          */
433         if (!p->mm || p->signal->oom_adj == OOM_DISABLE)
434                 return 1;
435
436         __oom_kill_task(p, 1);
437
438         return 0;
439 }
440
441 static int oom_kill_process(struct task_struct *p, gfp_t gfp_mask, int order,
442                             unsigned long points, struct mem_cgroup *mem,
443                             const char *message)
444 {
445         struct task_struct *c;
446         struct task_struct *t = p;
447
448         if (printk_ratelimit())
449                 dump_header(p, gfp_mask, order, mem);
450
451         /*
452          * If the task is already exiting, don't alarm the sysadmin or kill
453          * its children or threads, just set TIF_MEMDIE so it can die quickly
454          */
455         if (p->flags & PF_EXITING) {
456                 set_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE);
457                 return 0;
458         }
459
460         printk(KERN_ERR "%s: kill process %d (%s) score %li or a child\n",
461                                         message, task_pid_nr(p), p->comm, points);
462
463         /* Try to kill a child first */
464         do {
465                 list_for_each_entry(c, &t->children, sibling) {
466                         if (c->mm == p->mm)
467                                 continue;
468                         if (mem && !task_in_mem_cgroup(c, mem))
469                                 continue;
470                         if (!oom_kill_task(c))
471                                 return 0;
472                 }
473         } while_each_thread(p, t);
474
475         return oom_kill_task(p);
476 }
477
478 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
479 void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *mem, gfp_t gfp_mask)
480 {
481         unsigned long points = 0;
482         struct task_struct *p;
483
484         if (sysctl_panic_on_oom == 2)
485                 panic("out of memory(memcg). panic_on_oom is selected.\n");
486         read_lock(&tasklist_lock);
487 retry:
488         p = select_bad_process(&points, mem);
489         if (!p || PTR_ERR(p) == -1UL)
490                 goto out;
491
492         if (oom_kill_process(p, gfp_mask, 0, points, mem,
493                                 "Memory cgroup out of memory"))
494                 goto retry;
495 out:
496         read_unlock(&tasklist_lock);
497 }
498 #endif
499
500 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(oom_notify_list);
501
502 int register_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
503 {
504         return blocking_notifier_chain_register(&oom_notify_list, nb);
505 }
506 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_oom_notifier);
507
508 int unregister_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
509 {
510         return blocking_notifier_chain_unregister(&oom_notify_list, nb);
511 }
512 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_oom_notifier);
513
514 /*
515  * Try to acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist.  Returns zero
516  * if a parallel OOM killing is already taking place that includes a zone in
517  * the zonelist.  Otherwise, locks all zones in the zonelist and returns 1.
518  */
519 int try_set_zone_oom(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
520 {
521         struct zoneref *z;
522         struct zone *zone;
523         int ret = 1;
524
525         spin_lock(&zone_scan_lock);
526         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
527                 if (zone_is_oom_locked(zone)) {
528                         ret = 0;
529                         goto out;
530                 }
531         }
532
533         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
534                 /*
535                  * Lock each zone in the zonelist under zone_scan_lock so a
536                  * parallel invocation of try_set_zone_oom() doesn't succeed
537                  * when it shouldn't.
538                  */
539                 zone_set_flag(zone, ZONE_OOM_LOCKED);
540         }
541
542 out:
543         spin_unlock(&zone_scan_lock);
544         return ret;
545 }
546
547 /*
548  * Clears the ZONE_OOM_LOCKED flag for all zones in the zonelist so that failed
549  * allocation attempts with zonelists containing them may now recall the OOM
550  * killer, if necessary.
551  */
552 void clear_zonelist_oom(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
553 {
554         struct zoneref *z;
555         struct zone *zone;
556
557         spin_lock(&zone_scan_lock);
558         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
559                 zone_clear_flag(zone, ZONE_OOM_LOCKED);
560         }
561         spin_unlock(&zone_scan_lock);
562 }
563
564 /*
565  * Must be called with tasklist_lock held for read.
566  */
567 static void __out_of_memory(gfp_t gfp_mask, int order)
568 {
569         struct task_struct *p;
570         unsigned long points;
571
572         if (sysctl_oom_kill_allocating_task)
573                 if (!oom_kill_process(current, gfp_mask, order, 0, NULL,
574                                 "Out of memory (oom_kill_allocating_task)"))
575                         return;
576 retry:
577         /*
578          * Rambo mode: Shoot down a process and hope it solves whatever
579          * issues we may have.
580          */
581         p = select_bad_process(&points, NULL);
582
583         if (PTR_ERR(p) == -1UL)
584                 return;
585
586         /* Found nothing?!?! Either we hang forever, or we panic. */
587         if (!p) {
588                 read_unlock(&tasklist_lock);
589                 dump_header(NULL, gfp_mask, order, NULL);
590                 panic("Out of memory and no killable processes...\n");
591         }
592
593         if (oom_kill_process(p, gfp_mask, order, points, NULL,
594                              "Out of memory"))
595                 goto retry;
596 }
597
598 /*
599  * pagefault handler calls into here because it is out of memory but
600  * doesn't know exactly how or why.
601  */
602 void pagefault_out_of_memory(void)
603 {
604         unsigned long freed = 0;
605
606         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
607         if (freed > 0)
608                 /* Got some memory back in the last second. */
609                 return;
610
611         if (sysctl_panic_on_oom)
612                 panic("out of memory from page fault. panic_on_oom is selected.\n");
613
614         read_lock(&tasklist_lock);
615         __out_of_memory(0, 0); /* unknown gfp_mask and order */
616         read_unlock(&tasklist_lock);
617
618         /*
619          * Give "p" a good chance of killing itself before we
620          * retry to allocate memory.
621          */
622         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
623                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
624 }
625
626 /**
627  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
628  * @zonelist: zonelist pointer
629  * @gfp_mask: memory allocation flags
630  * @order: amount of memory being requested as a power of 2
631  *
632  * If we run out of memory, we have the choice between either
633  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
634  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
635  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
636  */
637 void out_of_memory(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask,
638                 int order, nodemask_t *nodemask)
639 {
640         unsigned long freed = 0;
641         enum oom_constraint constraint;
642
643         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
644         if (freed > 0)
645                 /* Got some memory back in the last second. */
646                 return;
647
648         /*
649          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
650          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
651          * its memory.
652          */
653         if (fatal_signal_pending(current)) {
654                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
655                 return;
656         }
657
658         if (sysctl_panic_on_oom == 2) {
659                 dump_header(NULL, gfp_mask, order, NULL);
660                 panic("out of memory. Compulsory panic_on_oom is selected.\n");
661         }
662
663         /*
664          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
665          * NUMA) that may require different handling.
666          */
667         constraint = constrained_alloc(zonelist, gfp_mask, nodemask);
668         read_lock(&tasklist_lock);
669
670         switch (constraint) {
671         case CONSTRAINT_MEMORY_POLICY:
672                 oom_kill_process(current, gfp_mask, order, 0, NULL,
673                                 "No available memory (MPOL_BIND)");
674                 break;
675
676         case CONSTRAINT_NONE:
677                 if (sysctl_panic_on_oom) {
678                         dump_header(NULL, gfp_mask, order, NULL);
679                         panic("out of memory. panic_on_oom is selected\n");
680                 }
681                 /* Fall-through */
682         case CONSTRAINT_CPUSET:
683                 __out_of_memory(gfp_mask, order);
684                 break;
685         }
686
687         read_unlock(&tasklist_lock);
688
689         /*
690          * Give "p" a good chance of killing itself before we
691          * retry to allocate memory unless "p" is current
692          */
693         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
694                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
695 }