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 static inline enum oom_constraint constrained_alloc(struct zonelist *zonelist,
 200                                                     gfp_t gfp_mask)
 201 {
 202 #ifdef CONFIG_NUMA
 203         struct zone *zone;
 204         struct zoneref *z;
 205         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
 206         nodemask_t nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
 207
 208         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
 209                 if (cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
 210                         node_clear(zone_to_nid(zone), nodes);
 211                 else
 212                         return CONSTRAINT_CPUSET;
 213
 214         if (!nodes_empty(nodes))
 215                 return CONSTRAINT_MEMORY_POLICY;
 216 #endif
 217
 218         return CONSTRAINT_NONE;
 219 }
 220
 221 /*
 222  * Simple selection loop. We chose the process with the highest
 223  * number of 'points'. We expect the caller will lock the tasklist.
 224  *
 225  * (not docbooked, we don't want this one cluttering up the manual)
 226  */
 227 static struct task_struct *select_bad_process(unsigned long *ppoints,
 228                                                 struct mem_cgroup *mem)
 229 {
 230         struct task_struct *p;
 231         struct task_struct *chosen = NULL;
 232         struct timespec uptime;
 233         *ppoints = 0;
 234
 235         do_posix_clock_monotonic_gettime(&uptime);
 236         for_each_process(p) {
 237                 unsigned long points;
 238
 239                 /*
 240                  * skip kernel threads and tasks which have already released
 241                  * their mm.
 242                  */
 243                 if (!p->mm)
 244                         continue;
 245                 /* skip the init task */
 246                 if (is_global_init(p))
 247                         continue;
 248                 if (mem && !task_in_mem_cgroup(p, mem))
 249                         continue;
 250
 251                 /*
 252                  * This task already has access to memory reserves and is
 253                  * being killed. Don't allow any other task access to the
 254                  * memory reserve.
 255                  *
 256                  * Note: this may have a chance of deadlock if it gets
 257                  * blocked waiting for another task which itself is waiting
 258                  * for memory. Is there a better alternative?
 259                  */
 260                 if (test_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE))
 261                         return ERR_PTR(-1UL);
 262
 263                 /*
 264                  * This is in the process of releasing memory so wait for it
 265                  * to finish before killing some other task by mistake.
 266                  *
 267                  * However, if p is the current task, we allow the 'kill' to
 268                  * go ahead if it is exiting: this will simply set TIF_MEMDIE,
 269                  * which will allow it to gain access to memory reserves in
 270                  * the process of exiting and releasing its resources.
 271                  * Otherwise we could get an easy OOM deadlock.
 272                  */
 273                 if (p->flags & PF_EXITING) {
 274                         if (p != current)
 275                                 return ERR_PTR(-1UL);
 276
 277                         chosen = p;
 278                         *ppoints = ULONG_MAX;
 279                 }
 280
 281                 if (p->signal->oom_adj == OOM_DISABLE)
 282                         continue;
 283
 284                 points = badness(p, uptime.tv_sec);
 285                 if (points > *ppoints || !chosen) {
 286                         chosen = p;
 287                         *ppoints = points;
 288                 }
 289         }
 290
 291         return chosen;
 292 }
 293
 294 /**
 295  * dump_tasks - dump current memory state of all system tasks
 296  * @mem: target memory controller
 297  *
 298  * Dumps the current memory state of all system tasks, excluding kernel threads.
 299  * State information includes task's pid, uid, tgid, vm size, rss, cpu, oom_adj
 300  * score, and name.
 301  *
 302  * If the actual is non-NULL, only tasks that are a member of the mem_cgroup are
 303  * shown.
 304  *
 305  * Call with tasklist_lock read-locked.
 306  */
 307 static void dump_tasks(const struct mem_cgroup *mem)
 308 {
 309         struct task_struct *g, *p;
 310
 311         printk(KERN_INFO "[ pid ]   uid  tgid total_vm      rss cpu oom_adj "
 312                "name\n");
 313         do_each_thread(g, p) {
 314                 struct mm_struct *mm;
 315
 316                 if (mem && !task_in_mem_cgroup(p, mem))
 317                         continue;
 318                 if (!thread_group_leader(p))
 319                         continue;
 320
 321                 task_lock(p);
 322                 mm = p->mm;
 323                 if (!mm) {
 324                         /*
 325                          * total_vm and rss sizes do not exist for tasks with no
 326                          * mm so there's no need to report them; they can't be
 327                          * oom killed anyway.
 328                          */
 329                         task_unlock(p);
 330                         continue;
 331                 }
 332                 printk(KERN_INFO "[%5d] %5d %5d %8lu %8lu %3d     %3d %s\n",
 333                        p->pid, __task_cred(p)->uid, p->tgid, mm->total_vm,
 334                        get_mm_rss(mm), (int)task_cpu(p), p->signal->oom_adj,
 335                        p->comm);
 336                 task_unlock(p);
 337         } while_each_thread(g, p);
 338 }
 339
 340 /*
 341  * Send SIGKILL to the selected  process irrespective of  CAP_SYS_RAW_IO
 342  * flag though it's unlikely that  we select a process with CAP_SYS_RAW_IO
 343  * set.
 344  */
 345 static void __oom_kill_task(struct task_struct *p, int verbose)
 346 {
 347         if (is_global_init(p)) {
 348                 WARN_ON(1);
 349                 printk(KERN_WARNING "tried to kill init!\n");
 350                 return;
 351         }
 352
 353         if (!p->mm) {
 354                 WARN_ON(1);
 355                 printk(KERN_WARNING "tried to kill an mm-less task!\n");
 356                 return;
 357         }
 358
 359         if (verbose)
 360                 printk(KERN_ERR "Killed process %d (%s)\n",
 361                                 task_pid_nr(p), p->comm);
 362
 363         /*
 364          * We give our sacrificial lamb high priority and access to
 365          * all the memory it needs. That way it should be able to
 366          * exit() and clear out its resources quickly...
 367          */
 368         p->rt.time_slice = HZ;
 369         set_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE);
 370
 371         force_sig(SIGKILL, p);
 372 }
 373
 374 static int oom_kill_task(struct task_struct *p)
 375 {
 376         struct mm_struct *mm;
 377         struct task_struct *g, *q;
 378
 379         mm = p->mm;
 380
 381         /* WARNING: mm may not be dereferenced since we did not obtain its
 382          * value from get_task_mm(p).  This is OK since all we need to do is
 383          * compare mm to q->mm below.
 384          *
 385          * Furthermore, even if mm contains a non-NULL value, p->mm may
 386          * change to NULL at any time since we do not hold task_lock(p).
 387          * However, this is of no concern to us.
 388          */
 389         if (!mm || p->signal->oom_adj == OOM_DISABLE)
 390                 return 1;
 391
 392         __oom_kill_task(p, 1);
 393
 394         /*
 395          * kill all processes that share the ->mm (i.e. all threads),
 396          * but are in a different thread group. Don't let them have access
 397          * to memory reserves though, otherwise we might deplete all memory.
 398          */
 399         do_each_thread(g, q) {
 400                 if (q->mm == mm && !same_thread_group(q, p))
 401                         force_sig(SIGKILL, q);
 402         } while_each_thread(g, q);
 403
 404         return 0;
 405 }
 406
 407 static int oom_kill_process(struct task_struct *p, gfp_t gfp_mask, int order,
 408                             unsigned long points, struct mem_cgroup *mem,
 409                             const char *message)
 410 {
 411         struct task_struct *c;
 412
 413         if (printk_ratelimit()) {
 414                 printk(KERN_WARNING "%s invoked oom-killer: "
 415                         "gfp_mask=0x%x, order=%d, oom_adj=%d\n",
 416                         current->comm, gfp_mask, order,
 417                         current->signal->oom_adj);
 418                 task_lock(current);
 419                 cpuset_print_task_mems_allowed(current);
 420                 task_unlock(current);
 421                 dump_stack();
 422                 mem_cgroup_print_oom_info(mem, current);
 423                 show_mem();
 424                 if (sysctl_oom_dump_tasks)
 425                         dump_tasks(mem);
 426         }
 427
 428         /*
 429          * If the task is already exiting, don't alarm the sysadmin or kill
 430          * its children or threads, just set TIF_MEMDIE so it can die quickly
 431          */
 432         if (p->flags & PF_EXITING) {
 433                 __oom_kill_task(p, 0);
 434                 return 0;
 435         }
 436
 437         printk(KERN_ERR "%s: kill process %d (%s) score %li or a child\n",
 438                                         message, task_pid_nr(p), p->comm, points);
 439
 440         /* Try to kill a child first */
 441         list_for_each_entry(c, &p->children, sibling) {
 442                 if (c->mm == p->mm)
 443                         continue;
 444                 if (!oom_kill_task(c))
 445                         return 0;
 446         }
 447         return oom_kill_task(p);
 448 }
 449
 450 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
 451 void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *mem, gfp_t gfp_mask)
 452 {
 453         unsigned long points = 0;
 454         struct task_struct *p;
 455
 456         read_lock(&tasklist_lock);
 457 retry:
 458         p = select_bad_process(&points, mem);
 459         if (PTR_ERR(p) == -1UL)
 460                 goto out;
 461
 462         if (!p)
 463                 p = current;
 464
 465         if (oom_kill_process(p, gfp_mask, 0, points, mem,
 466                                 "Memory cgroup out of memory"))
 467                 goto retry;
 468 out:
 469         read_unlock(&tasklist_lock);
 470 }
 471 #endif
 472
 473 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(oom_notify_list);
 474
 475 int register_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 476 {
 477         return blocking_notifier_chain_register(&oom_notify_list, nb);
 478 }
 479 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_oom_notifier);
 480
 481 int unregister_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 482 {
 483         return blocking_notifier_chain_unregister(&oom_notify_list, nb);
 484 }
 485 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_oom_notifier);
 486
 487 /*
 488  * Try to acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist.  Returns zero
 489  * if a parallel OOM killing is already taking place that includes a zone in
 490  * the zonelist.  Otherwise, locks all zones in the zonelist and returns 1.
 491  */
 492 int try_set_zone_oom(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
 493 {
 494         struct zoneref *z;
 495         struct zone *zone;
 496         int ret = 1;
 497
 498         spin_lock(&zone_scan_lock);
 499         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 500                 if (zone_is_oom_locked(zone)) {
 501                         ret = 0;
 502                         goto out;
 503                 }
 504         }
 505
 506         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 507                 /*
 508                  * Lock each zone in the zonelist under zone_scan_lock so a
 509                  * parallel invocation of try_set_zone_oom() doesn't succeed
 510                  * when it shouldn't.
 511                  */
 512                 zone_set_flag(zone, ZONE_OOM_LOCKED);
 513         }
 514
 515 out:
 516         spin_unlock(&zone_scan_lock);
 517         return ret;
 518 }
 519
 520 /*
 521  * Clears the ZONE_OOM_LOCKED flag for all zones in the zonelist so that failed
 522  * allocation attempts with zonelists containing them may now recall the OOM
 523  * killer, if necessary.
 524  */
 525 void clear_zonelist_oom(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
 526 {
 527         struct zoneref *z;
 528         struct zone *zone;
 529
 530         spin_lock(&zone_scan_lock);
 531         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 532                 zone_clear_flag(zone, ZONE_OOM_LOCKED);
 533         }
 534         spin_unlock(&zone_scan_lock);
 535 }
 536
 537 /*
 538  * Must be called with tasklist_lock held for read.
 539  */
 540 static void __out_of_memory(gfp_t gfp_mask, int order)
 541 {
 542         struct task_struct *p;
 543         unsigned long points;
 544
 545         if (sysctl_oom_kill_allocating_task)
 546                 if (!oom_kill_process(current, gfp_mask, order, 0, NULL,
 547                                 "Out of memory (oom_kill_allocating_task)"))
 548                         return;
 549 retry:
 550         /*
 551          * Rambo mode: Shoot down a process and hope it solves whatever
 552          * issues we may have.
 553          */
 554         p = select_bad_process(&points, NULL);
 555
 556         if (PTR_ERR(p) == -1UL)
 557                 return;
 558
 559         /* Found nothing?!?! Either we hang forever, or we panic. */
 560         if (!p) {
 561                 read_unlock(&tasklist_lock);
 562                 panic("Out of memory and no killable processes...\n");
 563         }
 564
 565         if (oom_kill_process(p, gfp_mask, order, points, NULL,
 566                              "Out of memory"))
 567                 goto retry;
 568 }
 569
 570 /*
 571  * pagefault handler calls into here because it is out of memory but
 572  * doesn't know exactly how or why.
 573  */
 574 void pagefault_out_of_memory(void)
 575 {
 576         unsigned long freed = 0;
 577
 578         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
 579         if (freed > 0)
 580                 /* Got some memory back in the last second. */
 581                 return;
 582
 583         /*
 584          * If this is from memcg, oom-killer is already invoked.
 585          * and not worth to go system-wide-oom.
 586          */
 587         if (mem_cgroup_oom_called(current))
 588                 goto rest_and_return;
 589
 590         if (sysctl_panic_on_oom)
 591                 panic("out of memory from page fault. panic_on_oom is selected.\n");
 592
 593         read_lock(&tasklist_lock);
 594         __out_of_memory(0, 0); /* unknown gfp_mask and order */
 595         read_unlock(&tasklist_lock);
 596
 597         /*
 598          * Give "p" a good chance of killing itself before we
 599          * retry to allocate memory.
 600          */
 601 rest_and_return:
 602         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
 603                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 604 }
 605
 606 /**
 607  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
 608  * @zonelist: zonelist pointer
 609  * @gfp_mask: memory allocation flags
 610  * @order: amount of memory being requested as a power of 2
 611  *
 612  * If we run out of memory, we have the choice between either
 613  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
 614  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
 615  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
 616  */
 617 void out_of_memory(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask, int order)
 618 {
 619         unsigned long freed = 0;
 620         enum oom_constraint constraint;
 621
 622         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
 623         if (freed > 0)
 624                 /* Got some memory back in the last second. */
 625                 return;
 626
 627         if (sysctl_panic_on_oom == 2)
 628                 panic("out of memory. Compulsory panic_on_oom is selected.\n");
 629
 630         /*
 631          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
 632          * NUMA) that may require different handling.
 633          */
 634         constraint = constrained_alloc(zonelist, gfp_mask);
 635         read_lock(&tasklist_lock);
 636
 637         switch (constraint) {
 638         case CONSTRAINT_MEMORY_POLICY:
 639                 oom_kill_process(current, gfp_mask, order, 0, NULL,
 640                                 "No available memory (MPOL_BIND)");
 641                 break;
 642
 643         case CONSTRAINT_NONE:
 644                 if (sysctl_panic_on_oom)
 645                         panic("out of memory. panic_on_oom is selected\n");
 646                 /* Fall-through */
 647         case CONSTRAINT_CPUSET:
 648                 __out_of_memory(gfp_mask, order);
 649                 break;
 650         }
 651
 652         read_unlock(&tasklist_lock);
 653
 654         /*
 655          * Give "p" a good chance of killing itself before we
 656          * retry to allocate memory unless "p" is current
 657          */
 658         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
 659                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 660 }