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