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_mutex);
  35 /* #define DEBUG */
  36
  37 /**
  38  * badness - calculate a numeric value for how bad this task has been
  39  * @p: task struct of which task we should calculate
  40  * @uptime: current uptime in seconds
  41  * @mem: target memory controller
  42  *
  43  * The formula used is relatively simple and documented inline in the
  44  * function. The main rationale is that we want to select a good task
  45  * to kill when we run out of memory.
  46  *
  47  * Good in this context means that:
  48  * 1) we lose the minimum amount of work done
  49  * 2) we recover a large amount of memory
  50  * 3) we don't kill anything innocent of eating tons of memory
  51  * 4) we want to kill the minimum amount of processes (one)
  52  * 5) we try to kill the process the user expects us to kill, this
  53  *    algorithm has been meticulously tuned to meet the principle
  54  *    of least surprise ... (be careful when you change it)
  55  */
  56
  57 unsigned long badness(struct task_struct *p, unsigned long uptime)
  58 {
  59         unsigned long points, cpu_time, run_time, s;
  60         struct mm_struct *mm;
  61         struct task_struct *child;
  62
  63         task_lock(p);
  64         mm = p->mm;
  65         if (!mm) {
  66                 task_unlock(p);
  67                 return 0;
  68         }
  69
  70         /*
  71          * The memory size of the process is the basis for the badness.
  72          */
  73         points = mm->total_vm;
  74
  75         /*
  76          * After this unlock we can no longer dereference local variable `mm'
  77          */
  78         task_unlock(p);
  79
  80         /*
  81          * swapoff can easily use up all memory, so kill those first.
  82          */
  83         if (p->flags & PF_SWAPOFF)
  84                 return ULONG_MAX;
  85
  86         /*
  87          * Processes which fork a lot of child processes are likely
  88          * a good choice. We add half the vmsize of the children if they
  89          * have an own mm. This prevents forking servers to flood the
  90          * machine with an endless amount of children. In case a single
  91          * child is eating the vast majority of memory, adding only half
  92          * to the parents will make the child our kill candidate of choice.
  93          */
  94         list_for_each_entry(child, &p->children, sibling) {
  95                 task_lock(child);
  96                 if (child->mm != mm && child->mm)
  97                         points += child->mm->total_vm/2 + 1;
  98                 task_unlock(child);
  99         }
 100
 101         /*
 102          * CPU time is in tens of seconds and run time is in thousands
 103          * of seconds. There is no particular reason for this other than
 104          * that it turned out to work very well in practice.
 105          */
 106         cpu_time = (cputime_to_jiffies(p->utime) + cputime_to_jiffies(p->stime))
 107                 >> (SHIFT_HZ + 3);
 108
 109         if (uptime >= p->start_time.tv_sec)
 110                 run_time = (uptime - p->start_time.tv_sec) >> 10;
 111         else
 112                 run_time = 0;
 113
 114         s = int_sqrt(cpu_time);
 115         if (s)
 116                 points /= s;
 117         s = int_sqrt(int_sqrt(run_time));
 118         if (s)
 119                 points /= s;
 120
 121         /*
 122          * Niced processes are most likely less important, so double
 123          * their badness points.
 124          */
 125         if (task_nice(p) > 0)
 126                 points *= 2;
 127
 128         /*
 129          * Superuser processes are usually more important, so we make it
 130          * less likely that we kill those.
 131          */
 132         if (has_capability(p, CAP_SYS_ADMIN) ||
 133             has_capability(p, CAP_SYS_RESOURCE))
 134                 points /= 4;
 135
 136         /*
 137          * We don't want to kill a process with direct hardware access.
 138          * Not only could that mess up the hardware, but usually users
 139          * tend to only have this flag set on applications they think
 140          * of as important.
 141          */
 142         if (has_capability(p, CAP_SYS_RAWIO))
 143                 points /= 4;
 144
 145         /*
 146          * If p's nodes don't overlap ours, it may still help to kill p
 147          * because p may have allocated or otherwise mapped memory on
 148          * this node before. However it will be less likely.
 149          */
 150         if (!cpuset_mems_allowed_intersects(current, p))
 151                 points /= 8;
 152
 153         /*
 154          * Adjust the score by oomkilladj.
 155          */
 156         if (p->oomkilladj) {
 157                 if (p->oomkilladj > 0) {
 158                         if (!points)
 159                                 points = 1;
 160                         points <<= p->oomkilladj;
 161                 } else
 162                         points >>= -(p->oomkilladj);
 163         }
 164
 165 #ifdef DEBUG
 166         printk(KERN_DEBUG "OOMkill: task %d (%s) got %lu points\n",
 167         p->pid, p->comm, points);
 168 #endif
 169         return points;
 170 }
 171
 172 /*
 173  * Determine the type of allocation constraint.
 174  */
 175 static inline enum oom_constraint constrained_alloc(struct zonelist *zonelist,
 176                                                     gfp_t gfp_mask)
 177 {
 178 #ifdef CONFIG_NUMA
 179         struct zone *zone;
 180         struct zoneref *z;
 181         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
 182         nodemask_t nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
 183
 184         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
 185                 if (cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
 186                         node_clear(zone_to_nid(zone), nodes);
 187                 else
 188                         return CONSTRAINT_CPUSET;
 189
 190         if (!nodes_empty(nodes))
 191                 return CONSTRAINT_MEMORY_POLICY;
 192 #endif
 193
 194         return CONSTRAINT_NONE;
 195 }
 196
 197 /*
 198  * Simple selection loop. We chose the process with the highest
 199  * number of 'points'. We expect the caller will lock the tasklist.
 200  *
 201  * (not docbooked, we don't want this one cluttering up the manual)
 202  */
 203 static struct task_struct *select_bad_process(unsigned long *ppoints,
 204                                                 struct mem_cgroup *mem)
 205 {
 206         struct task_struct *g, *p;
 207         struct task_struct *chosen = NULL;
 208         struct timespec uptime;
 209         *ppoints = 0;
 210
 211         do_posix_clock_monotonic_gettime(&uptime);
 212         do_each_thread(g, p) {
 213                 unsigned long points;
 214
 215                 /*
 216                  * skip kernel threads and tasks which have already released
 217                  * their mm.
 218                  */
 219                 if (!p->mm)
 220                         continue;
 221                 /* skip the init task */
 222                 if (is_global_init(p))
 223                         continue;
 224                 if (mem && !task_in_mem_cgroup(p, mem))
 225                         continue;
 226
 227                 /*
 228                  * This task already has access to memory reserves and is
 229                  * being killed. Don't allow any other task access to the
 230                  * memory reserve.
 231                  *
 232                  * Note: this may have a chance of deadlock if it gets
 233                  * blocked waiting for another task which itself is waiting
 234                  * for memory. Is there a better alternative?
 235                  */
 236                 if (test_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE))
 237                         return ERR_PTR(-1UL);
 238
 239                 /*
 240                  * This is in the process of releasing memory so wait for it
 241                  * to finish before killing some other task by mistake.
 242                  *
 243                  * However, if p is the current task, we allow the 'kill' to
 244                  * go ahead if it is exiting: this will simply set TIF_MEMDIE,
 245                  * which will allow it to gain access to memory reserves in
 246                  * the process of exiting and releasing its resources.
 247                  * Otherwise we could get an easy OOM deadlock.
 248                  */
 249                 if (p->flags & PF_EXITING) {
 250                         if (p != current)
 251                                 return ERR_PTR(-1UL);
 252
 253                         chosen = p;
 254                         *ppoints = ULONG_MAX;
 255                 }
 256
 257                 if (p->oomkilladj == OOM_DISABLE)
 258                         continue;
 259
 260                 points = badness(p, uptime.tv_sec);
 261                 if (points > *ppoints || !chosen) {
 262                         chosen = p;
 263                         *ppoints = points;
 264                 }
 265         } while_each_thread(g, p);
 266
 267         return chosen;
 268 }
 269
 270 /**
 271  * dump_tasks - dump current memory state of all system tasks
 272  * @mem: target memory controller
 273  *
 274  * Dumps the current memory state of all system tasks, excluding kernel threads.
 275  * State information includes task's pid, uid, tgid, vm size, rss, cpu, oom_adj
 276  * score, and name.
 277  *
 278  * If the actual is non-NULL, only tasks that are a member of the mem_cgroup are
 279  * shown.
 280  *
 281  * Call with tasklist_lock read-locked.
 282  */
 283 static void dump_tasks(const struct mem_cgroup *mem)
 284 {
 285         struct task_struct *g, *p;
 286
 287         printk(KERN_INFO "[ pid ]   uid  tgid total_vm      rss cpu oom_adj "
 288                "name\n");
 289         do_each_thread(g, p) {
 290                 /*
 291                  * total_vm and rss sizes do not exist for tasks with a
 292                  * detached mm so there's no need to report them.
 293                  */
 294                 if (!p->mm)
 295                         continue;
 296                 if (mem && !task_in_mem_cgroup(p, mem))
 297                         continue;
 298
 299                 task_lock(p);
 300                 printk(KERN_INFO "[%5d] %5d %5d %8lu %8lu %3d     %3d %s\n",
 301                        p->pid, p->uid, p->tgid, p->mm->total_vm,
 302                        get_mm_rss(p->mm), (int)task_cpu(p), p->oomkilladj,
 303                        p->comm);
 304                 task_unlock(p);
 305         } while_each_thread(g, p);
 306 }
 307
 308 /*
 309  * Send SIGKILL to the selected  process irrespective of  CAP_SYS_RAW_IO
 310  * flag though it's unlikely that  we select a process with CAP_SYS_RAW_IO
 311  * set.
 312  */
 313 static void __oom_kill_task(struct task_struct *p, int verbose)
 314 {
 315         if (is_global_init(p)) {
 316                 WARN_ON(1);
 317                 printk(KERN_WARNING "tried to kill init!\n");
 318                 return;
 319         }
 320
 321         if (!p->mm) {
 322                 WARN_ON(1);
 323                 printk(KERN_WARNING "tried to kill an mm-less task!\n");
 324                 return;
 325         }
 326
 327         if (verbose)
 328                 printk(KERN_ERR "Killed process %d (%s)\n",
 329                                 task_pid_nr(p), p->comm);
 330
 331         /*
 332          * We give our sacrificial lamb high priority and access to
 333          * all the memory it needs. That way it should be able to
 334          * exit() and clear out its resources quickly...
 335          */
 336         p->rt.time_slice = HZ;
 337         set_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE);
 338
 339         force_sig(SIGKILL, p);
 340 }
 341
 342 static int oom_kill_task(struct task_struct *p)
 343 {
 344         struct mm_struct *mm;
 345         struct task_struct *g, *q;
 346
 347         mm = p->mm;
 348
 349         /* WARNING: mm may not be dereferenced since we did not obtain its
 350          * value from get_task_mm(p).  This is OK since all we need to do is
 351          * compare mm to q->mm below.
 352          *
 353          * Furthermore, even if mm contains a non-NULL value, p->mm may
 354          * change to NULL at any time since we do not hold task_lock(p).
 355          * However, this is of no concern to us.
 356          */
 357
 358         if (mm == NULL)
 359                 return 1;
 360
 361         /*
 362          * Don't kill the process if any threads are set to OOM_DISABLE
 363          */
 364         do_each_thread(g, q) {
 365                 if (q->mm == mm && q->oomkilladj == OOM_DISABLE)
 366                         return 1;
 367         } while_each_thread(g, q);
 368
 369         __oom_kill_task(p, 1);
 370
 371         /*
 372          * kill all processes that share the ->mm (i.e. all threads),
 373          * but are in a different thread group. Don't let them have access
 374          * to memory reserves though, otherwise we might deplete all memory.
 375          */
 376         do_each_thread(g, q) {
 377                 if (q->mm == mm && !same_thread_group(q, p))
 378                         force_sig(SIGKILL, q);
 379         } while_each_thread(g, q);
 380
 381         return 0;
 382 }
 383
 384 static int oom_kill_process(struct task_struct *p, gfp_t gfp_mask, int order,
 385                             unsigned long points, struct mem_cgroup *mem,
 386                             const char *message)
 387 {
 388         struct task_struct *c;
 389
 390         if (printk_ratelimit()) {
 391                 printk(KERN_WARNING "%s invoked oom-killer: "
 392                         "gfp_mask=0x%x, order=%d, oomkilladj=%d\n",
 393                         current->comm, gfp_mask, order, current->oomkilladj);
 394                 dump_stack();
 395                 show_mem();
 396                 if (sysctl_oom_dump_tasks)
 397                         dump_tasks(mem);
 398         }
 399
 400         /*
 401          * If the task is already exiting, don't alarm the sysadmin or kill
 402          * its children or threads, just set TIF_MEMDIE so it can die quickly
 403          */
 404         if (p->flags & PF_EXITING) {
 405                 __oom_kill_task(p, 0);
 406                 return 0;
 407         }
 408
 409         printk(KERN_ERR "%s: kill process %d (%s) score %li or a child\n",
 410                                         message, task_pid_nr(p), p->comm, points);
 411
 412         /* Try to kill a child first */
 413         list_for_each_entry(c, &p->children, sibling) {
 414                 if (c->mm == p->mm)
 415                         continue;
 416                 if (!oom_kill_task(c))
 417                         return 0;
 418         }
 419         return oom_kill_task(p);
 420 }
 421
 422 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
 423 void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *mem, gfp_t gfp_mask)
 424 {
 425         unsigned long points = 0;
 426         struct task_struct *p;
 427
 428         cgroup_lock();
 429         read_lock(&tasklist_lock);
 430 retry:
 431         p = select_bad_process(&points, mem);
 432         if (PTR_ERR(p) == -1UL)
 433                 goto out;
 434
 435         if (!p)
 436                 p = current;
 437
 438         if (oom_kill_process(p, gfp_mask, 0, points, mem,
 439                                 "Memory cgroup out of memory"))
 440                 goto retry;
 441 out:
 442         read_unlock(&tasklist_lock);
 443         cgroup_unlock();
 444 }
 445 #endif
 446
 447 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(oom_notify_list);
 448
 449 int register_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 450 {
 451         return blocking_notifier_chain_register(&oom_notify_list, nb);
 452 }
 453 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_oom_notifier);
 454
 455 int unregister_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 456 {
 457         return blocking_notifier_chain_unregister(&oom_notify_list, nb);
 458 }
 459 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_oom_notifier);
 460
 461 /*
 462  * Try to acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist.  Returns zero
 463  * if a parallel OOM killing is already taking place that includes a zone in
 464  * the zonelist.  Otherwise, locks all zones in the zonelist and returns 1.
 465  */
 466 int try_set_zone_oom(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
 467 {
 468         struct zoneref *z;
 469         struct zone *zone;
 470         int ret = 1;
 471
 472         spin_lock(&zone_scan_mutex);
 473         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 474                 if (zone_is_oom_locked(zone)) {
 475                         ret = 0;
 476                         goto out;
 477                 }
 478         }
 479
 480         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 481                 /*
 482                  * Lock each zone in the zonelist under zone_scan_mutex so a
 483                  * parallel invocation of try_set_zone_oom() doesn't succeed
 484                  * when it shouldn't.
 485                  */
 486                 zone_set_flag(zone, ZONE_OOM_LOCKED);
 487         }
 488
 489 out:
 490         spin_unlock(&zone_scan_mutex);
 491         return ret;
 492 }
 493
 494 /*
 495  * Clears the ZONE_OOM_LOCKED flag for all zones in the zonelist so that failed
 496  * allocation attempts with zonelists containing them may now recall the OOM
 497  * killer, if necessary.
 498  */
 499 void clear_zonelist_oom(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
 500 {
 501         struct zoneref *z;
 502         struct zone *zone;
 503
 504         spin_lock(&zone_scan_mutex);
 505         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 506                 zone_clear_flag(zone, ZONE_OOM_LOCKED);
 507         }
 508         spin_unlock(&zone_scan_mutex);
 509 }
 510
 511 /**
 512  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
 513  * @zonelist: zonelist pointer
 514  * @gfp_mask: memory allocation flags
 515  * @order: amount of memory being requested as a power of 2
 516  *
 517  * If we run out of memory, we have the choice between either
 518  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
 519  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
 520  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
 521  */
 522 void out_of_memory(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask, int order)
 523 {
 524         struct task_struct *p;
 525         unsigned long points = 0;
 526         unsigned long freed = 0;
 527         enum oom_constraint constraint;
 528
 529         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
 530         if (freed > 0)
 531                 /* Got some memory back in the last second. */
 532                 return;
 533
 534         if (sysctl_panic_on_oom == 2)
 535                 panic("out of memory. Compulsory panic_on_oom is selected.\n");
 536
 537         /*
 538          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
 539          * NUMA) that may require different handling.
 540          */
 541         constraint = constrained_alloc(zonelist, gfp_mask);
 542         read_lock(&tasklist_lock);
 543
 544         switch (constraint) {
 545         case CONSTRAINT_MEMORY_POLICY:
 546                 oom_kill_process(current, gfp_mask, order, points, NULL,
 547                                 "No available memory (MPOL_BIND)");
 548                 break;
 549
 550         case CONSTRAINT_NONE:
 551                 if (sysctl_panic_on_oom)
 552                         panic("out of memory. panic_on_oom is selected\n");
 553                 /* Fall-through */
 554         case CONSTRAINT_CPUSET:
 555                 if (sysctl_oom_kill_allocating_task) {
 556                         oom_kill_process(current, gfp_mask, order, points, NULL,
 557                                         "Out of memory (oom_kill_allocating_task)");
 558                         break;
 559                 }
 560 retry:
 561                 /*
 562                  * Rambo mode: Shoot down a process and hope it solves whatever
 563                  * issues we may have.
 564                  */
 565                 p = select_bad_process(&points, NULL);
 566
 567                 if (PTR_ERR(p) == -1UL)
 568                         goto out;
 569
 570                 /* Found nothing?!?! Either we hang forever, or we panic. */
 571                 if (!p) {
 572                         read_unlock(&tasklist_lock);
 573                         panic("Out of memory and no killable processes...\n");
 574                 }
 575
 576                 if (oom_kill_process(p, gfp_mask, order, points, NULL,
 577                                      "Out of memory"))
 578                         goto retry;
 579
 580                 break;
 581         }
 582
 583 out:
 584         read_unlock(&tasklist_lock);
 585
 586         /*
 587          * Give "p" a good chance of killing itself before we
 588          * retry to allocate memory unless "p" is current
 589          */
 590         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
 591                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 592 }