oom-kill: fix NUMA constraint check with nodemask
[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/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(gfp_t gfp_mask, int order, struct mem_cgroup *mem)
360 {
361         pr_warning("%s invoked oom-killer: gfp_mask=0x%x, order=%d, "
362                 "oom_adj=%d\n",
363                 current->comm, gfp_mask, order, current->signal->oom_adj);
364         task_lock(current);
365         cpuset_print_task_mems_allowed(current);
366         task_unlock(current);
367         dump_stack();
368         mem_cgroup_print_oom_info(mem, current);
369         show_mem();
370         if (sysctl_oom_dump_tasks)
371                 dump_tasks(mem);
372 }
373
374 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
375
376 /*
377  * Send SIGKILL to the selected  process irrespective of  CAP_SYS_RAW_IO
378  * flag though it's unlikely that  we select a process with CAP_SYS_RAW_IO
379  * set.
380  */
381 static void __oom_kill_task(struct task_struct *p, int verbose)
382 {
383         if (is_global_init(p)) {
384                 WARN_ON(1);
385                 printk(KERN_WARNING "tried to kill init!\n");
386                 return;
387         }
388
389         task_lock(p);
390         if (!p->mm) {
391                 WARN_ON(1);
392                 printk(KERN_WARNING "tried to kill an mm-less task %d (%s)!\n",
393                         task_pid_nr(p), p->comm);
394                 task_unlock(p);
395                 return;
396         }
397
398         if (verbose)
399                 printk(KERN_ERR "Killed process %d (%s) "
400                        "vsz:%lukB, anon-rss:%lukB, file-rss:%lukB\n",
401                        task_pid_nr(p), p->comm,
402                        K(p->mm->total_vm),
403                        K(get_mm_counter(p->mm, anon_rss)),
404                        K(get_mm_counter(p->mm, file_rss)));
405         task_unlock(p);
406
407         /*
408          * We give our sacrificial lamb high priority and access to
409          * all the memory it needs. That way it should be able to
410          * exit() and clear out its resources quickly...
411          */
412         p->rt.time_slice = HZ;
413         set_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE);
414
415         force_sig(SIGKILL, p);
416 }
417
418 static int oom_kill_task(struct task_struct *p)
419 {
420         /* WARNING: mm may not be dereferenced since we did not obtain its
421          * value from get_task_mm(p).  This is OK since all we need to do is
422          * compare mm to q->mm below.
423          *
424          * Furthermore, even if mm contains a non-NULL value, p->mm may
425          * change to NULL at any time since we do not hold task_lock(p).
426          * However, this is of no concern to us.
427          */
428         if (!p->mm || p->signal->oom_adj == OOM_DISABLE)
429                 return 1;
430
431         __oom_kill_task(p, 1);
432
433         return 0;
434 }
435
436 static int oom_kill_process(struct task_struct *p, gfp_t gfp_mask, int order,
437                             unsigned long points, struct mem_cgroup *mem,
438                             const char *message)
439 {
440         struct task_struct *c;
441
442         if (printk_ratelimit())
443                 dump_header(gfp_mask, order, mem);
444
445         /*
446          * If the task is already exiting, don't alarm the sysadmin or kill
447          * its children or threads, just set TIF_MEMDIE so it can die quickly
448          */
449         if (p->flags & PF_EXITING) {
450                 __oom_kill_task(p, 0);
451                 return 0;
452         }
453
454         printk(KERN_ERR "%s: kill process %d (%s) score %li or a child\n",
455                                         message, task_pid_nr(p), p->comm, points);
456
457         /* Try to kill a child first */
458         list_for_each_entry(c, &p->children, sibling) {
459                 if (c->mm == p->mm)
460                         continue;
461                 if (!oom_kill_task(c))
462                         return 0;
463         }
464         return oom_kill_task(p);
465 }
466
467 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
468 void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *mem, gfp_t gfp_mask)
469 {
470         unsigned long points = 0;
471         struct task_struct *p;
472
473         read_lock(&tasklist_lock);
474 retry:
475         p = select_bad_process(&points, mem);
476         if (PTR_ERR(p) == -1UL)
477                 goto out;
478
479         if (!p)
480                 p = current;
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(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         /*
602          * If this is from memcg, oom-killer is already invoked.
603          * and not worth to go system-wide-oom.
604          */
605         if (mem_cgroup_oom_called(current))
606                 goto rest_and_return;
607
608         if (sysctl_panic_on_oom)
609                 panic("out of memory from page fault. panic_on_oom is selected.\n");
610
611         read_lock(&tasklist_lock);
612         __out_of_memory(0, 0); /* unknown gfp_mask and order */
613         read_unlock(&tasklist_lock);
614
615         /*
616          * Give "p" a good chance of killing itself before we
617          * retry to allocate memory.
618          */
619 rest_and_return:
620         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
621                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
622 }
623
624 /**
625  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
626  * @zonelist: zonelist pointer
627  * @gfp_mask: memory allocation flags
628  * @order: amount of memory being requested as a power of 2
629  *
630  * If we run out of memory, we have the choice between either
631  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
632  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
633  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
634  */
635 void out_of_memory(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask,
636                 int order, nodemask_t *nodemask)
637 {
638         unsigned long freed = 0;
639         enum oom_constraint constraint;
640
641         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
642         if (freed > 0)
643                 /* Got some memory back in the last second. */
644                 return;
645
646         if (sysctl_panic_on_oom == 2) {
647                 dump_header(gfp_mask, order, NULL);
648                 panic("out of memory. Compulsory panic_on_oom is selected.\n");
649         }
650
651         /*
652          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
653          * NUMA) that may require different handling.
654          */
655         constraint = constrained_alloc(zonelist, gfp_mask, nodemask);
656         read_lock(&tasklist_lock);
657
658         switch (constraint) {
659         case CONSTRAINT_MEMORY_POLICY:
660                 oom_kill_process(current, gfp_mask, order, 0, NULL,
661                                 "No available memory (MPOL_BIND)");
662                 break;
663
664         case CONSTRAINT_NONE:
665                 if (sysctl_panic_on_oom) {
666                         dump_header(gfp_mask, order, NULL);
667                         panic("out of memory. panic_on_oom is selected\n");
668                 }
669                 /* Fall-through */
670         case CONSTRAINT_CPUSET:
671                 __out_of_memory(gfp_mask, order);
672                 break;
673         }
674
675         read_unlock(&tasklist_lock);
676
677         /*
678          * Give "p" a good chance of killing itself before we
679          * retry to allocate memory unless "p" is current
680          */
681         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
682                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
683 }