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  * 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  *
  42  * The formula used is relatively simple and documented inline in the
  43  * function. The main rationale is that we want to select a good task
  44  * to kill when we run out of memory.
  45  *
  46  * Good in this context means that:
  47  * 1) we lose the minimum amount of work done
  48  * 2) we recover a large amount of memory
  49  * 3) we don't kill anything innocent of eating tons of memory
  50  * 4) we want to kill the minimum amount of processes (one)
  51  * 5) we try to kill the process the user expects us to kill, this
  52  *    algorithm has been meticulously tuned to meet the principle
  53  *    of least surprise ... (be careful when you change it)
  54  */
  55
  56 unsigned long badness(struct task_struct *p, unsigned long uptime)
  57 {
  58         unsigned long points, cpu_time, run_time;
  59         struct mm_struct *mm;
  60         struct task_struct *child;
  61
  62         task_lock(p);
  63         mm = p->mm;
  64         if (!mm) {
  65                 task_unlock(p);
  66                 return 0;
  67         }
  68
  69         /*
  70          * The memory size of the process is the basis for the badness.
  71          */
  72         points = mm->total_vm;
  73
  74         /*
  75          * After this unlock we can no longer dereference local variable `mm'
  76          */
  77         task_unlock(p);
  78
  79         /*
  80          * swapoff can easily use up all memory, so kill those first.
  81          */
  82         if (p->flags & PF_SWAPOFF)
  83                 return ULONG_MAX;
  84
  85         /*
  86          * Processes which fork a lot of child processes are likely
  87          * a good choice. We add half the vmsize of the children if they
  88          * have an own mm. This prevents forking servers to flood the
  89          * machine with an endless amount of children. In case a single
  90          * child is eating the vast majority of memory, adding only half
  91          * to the parents will make the child our kill candidate of choice.
  92          */
  93         list_for_each_entry(child, &p->children, sibling) {
  94                 task_lock(child);
  95                 if (child->mm != mm && child->mm)
  96                         points += child->mm->total_vm/2 + 1;
  97                 task_unlock(child);
  98         }
  99
 100         /*
 101          * CPU time is in tens of seconds and run time is in thousands
 102          * of seconds. There is no particular reason for this other than
 103          * that it turned out to work very well in practice.
 104          */
 105         cpu_time = (cputime_to_jiffies(p->utime) + cputime_to_jiffies(p->stime))
 106                 >> (SHIFT_HZ + 3);
 107
 108         if (uptime >= p->start_time.tv_sec)
 109                 run_time = (uptime - p->start_time.tv_sec) >> 10;
 110         else
 111                 run_time = 0;
 112
 113         if (cpu_time)
 114                 points /= int_sqrt(cpu_time);
 115         if (run_time)
 116                 points /= int_sqrt(int_sqrt(run_time));
 117
 118         /*
 119          * Niced processes are most likely less important, so double
 120          * their badness points.
 121          */
 122         if (task_nice(p) > 0)
 123                 points *= 2;
 124
 125         /*
 126          * Superuser processes are usually more important, so we make it
 127          * less likely that we kill those.
 128          */
 129         if (has_capability_noaudit(p, CAP_SYS_ADMIN) ||
 130             has_capability_noaudit(p, CAP_SYS_RESOURCE))
 131                 points /= 4;
 132
 133         /*
 134          * We don't want to kill a process with direct hardware access.
 135          * Not only could that mess up the hardware, but usually users
 136          * tend to only have this flag set on applications they think
 137          * of as important.
 138          */
 139         if (has_capability_noaudit(p, CAP_SYS_RAWIO))
 140                 points /= 4;
 141
 142         /*
 143          * If p's nodes don't overlap ours, it may still help to kill p
 144          * because p may have allocated or otherwise mapped memory on
 145          * this node before. However it will be less likely.
 146          */
 147         if (!cpuset_mems_allowed_intersects(current, p))
 148                 points /= 8;
 149
 150         /*
 151          * Adjust the score by oomkilladj.
 152          */
 153         if (p->oomkilladj) {
 154                 if (p->oomkilladj > 0) {
 155                         if (!points)
 156                                 points = 1;
 157                         points <<= p->oomkilladj;
 158                 } else
 159                         points >>= -(p->oomkilladj);
 160         }
 161
 162 #ifdef DEBUG
 163         printk(KERN_DEBUG "OOMkill: task %d (%s) got %lu points\n",
 164         p->pid, p->comm, points);
 165 #endif
 166         return points;
 167 }
 168
 169 /*
 170  * Determine the type of allocation constraint.
 171  */
 172 static inline enum oom_constraint constrained_alloc(struct zonelist *zonelist,
 173                                                     gfp_t gfp_mask)
 174 {
 175 #ifdef CONFIG_NUMA
 176         struct zone *zone;
 177         struct zoneref *z;
 178         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);
 179         nodemask_t nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
 180
 181         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx)
 182                 if (cpuset_zone_allowed_softwall(zone, gfp_mask))
 183                         node_clear(zone_to_nid(zone), nodes);
 184                 else
 185                         return CONSTRAINT_CPUSET;
 186
 187         if (!nodes_empty(nodes))
 188                 return CONSTRAINT_MEMORY_POLICY;
 189 #endif
 190
 191         return CONSTRAINT_NONE;
 192 }
 193
 194 /*
 195  * Simple selection loop. We chose the process with the highest
 196  * number of 'points'. We expect the caller will lock the tasklist.
 197  *
 198  * (not docbooked, we don't want this one cluttering up the manual)
 199  */
 200 static struct task_struct *select_bad_process(unsigned long *ppoints,
 201                                                 struct mem_cgroup *mem)
 202 {
 203         struct task_struct *g, *p;
 204         struct task_struct *chosen = NULL;
 205         struct timespec uptime;
 206         *ppoints = 0;
 207
 208         do_posix_clock_monotonic_gettime(&uptime);
 209         do_each_thread(g, p) {
 210                 unsigned long points;
 211
 212                 /*
 213                  * skip kernel threads and tasks which have already released
 214                  * their mm.
 215                  */
 216                 if (!p->mm)
 217                         continue;
 218                 /* skip the init task */
 219                 if (is_global_init(p))
 220                         continue;
 221                 if (mem && !task_in_mem_cgroup(p, mem))
 222                         continue;
 223
 224                 /*
 225                  * This task already has access to memory reserves and is
 226                  * being killed. Don't allow any other task access to the
 227                  * memory reserve.
 228                  *
 229                  * Note: this may have a chance of deadlock if it gets
 230                  * blocked waiting for another task which itself is waiting
 231                  * for memory. Is there a better alternative?
 232                  */
 233                 if (test_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE))
 234                         return ERR_PTR(-1UL);
 235
 236                 /*
 237                  * This is in the process of releasing memory so wait for it
 238                  * to finish before killing some other task by mistake.
 239                  *
 240                  * However, if p is the current task, we allow the 'kill' to
 241                  * go ahead if it is exiting: this will simply set TIF_MEMDIE,
 242                  * which will allow it to gain access to memory reserves in
 243                  * the process of exiting and releasing its resources.
 244                  * Otherwise we could get an easy OOM deadlock.
 245                  */
 246                 if (p->flags & PF_EXITING) {
 247                         if (p != current)
 248                                 return ERR_PTR(-1UL);
 249
 250                         chosen = p;
 251                         *ppoints = ULONG_MAX;
 252                 }
 253
 254                 if (p->oomkilladj == OOM_DISABLE)
 255                         continue;
 256
 257                 points = badness(p, uptime.tv_sec);
 258                 if (points > *ppoints || !chosen) {
 259                         chosen = p;
 260                         *ppoints = points;
 261                 }
 262         } while_each_thread(g, p);
 263
 264         return chosen;
 265 }
 266
 267 /**
 268  * dump_tasks - dump current memory state of all system tasks
 269  * @mem: target memory controller
 270  *
 271  * Dumps the current memory state of all system tasks, excluding kernel threads.
 272  * State information includes task's pid, uid, tgid, vm size, rss, cpu, oom_adj
 273  * score, and name.
 274  *
 275  * If the actual is non-NULL, only tasks that are a member of the mem_cgroup are
 276  * shown.
 277  *
 278  * Call with tasklist_lock read-locked.
 279  */
 280 static void dump_tasks(const struct mem_cgroup *mem)
 281 {
 282         struct task_struct *g, *p;
 283
 284         printk(KERN_INFO "[ pid ]   uid  tgid total_vm      rss cpu oom_adj "
 285                "name\n");
 286         do_each_thread(g, p) {
 287                 struct mm_struct *mm;
 288
 289                 if (mem && !task_in_mem_cgroup(p, mem))
 290                         continue;
 291                 if (!thread_group_leader(p))
 292                         continue;
 293
 294                 task_lock(p);
 295                 mm = p->mm;
 296                 if (!mm) {
 297                         /*
 298                          * total_vm and rss sizes do not exist for tasks with no
 299                          * mm so there's no need to report them; they can't be
 300                          * oom killed anyway.
 301                          */
 302                         task_unlock(p);
 303                         continue;
 304                 }
 305                 printk(KERN_INFO "[%5d] %5d %5d %8lu %8lu %3d     %3d %s\n",
 306                        p->pid, __task_cred(p)->uid, p->tgid, mm->total_vm,
 307                        get_mm_rss(mm), (int)task_cpu(p), p->oomkilladj,
 308                        p->comm);
 309                 task_unlock(p);
 310         } while_each_thread(g, p);
 311 }
 312
 313 /*
 314  * Send SIGKILL to the selected  process irrespective of  CAP_SYS_RAW_IO
 315  * flag though it's unlikely that  we select a process with CAP_SYS_RAW_IO
 316  * set.
 317  */
 318 static void __oom_kill_task(struct task_struct *p, int verbose)
 319 {
 320         if (is_global_init(p)) {
 321                 WARN_ON(1);
 322                 printk(KERN_WARNING "tried to kill init!\n");
 323                 return;
 324         }
 325
 326         if (!p->mm) {
 327                 WARN_ON(1);
 328                 printk(KERN_WARNING "tried to kill an mm-less task!\n");
 329                 return;
 330         }
 331
 332         if (verbose)
 333                 printk(KERN_ERR "Killed process %d (%s)\n",
 334                                 task_pid_nr(p), p->comm);
 335
 336         /*
 337          * We give our sacrificial lamb high priority and access to
 338          * all the memory it needs. That way it should be able to
 339          * exit() and clear out its resources quickly...
 340          */
 341         p->rt.time_slice = HZ;
 342         set_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE);
 343
 344         force_sig(SIGKILL, p);
 345 }
 346
 347 static int oom_kill_task(struct task_struct *p)
 348 {
 349         struct mm_struct *mm;
 350         struct task_struct *g, *q;
 351
 352         mm = p->mm;
 353
 354         /* WARNING: mm may not be dereferenced since we did not obtain its
 355          * value from get_task_mm(p).  This is OK since all we need to do is
 356          * compare mm to q->mm below.
 357          *
 358          * Furthermore, even if mm contains a non-NULL value, p->mm may
 359          * change to NULL at any time since we do not hold task_lock(p).
 360          * However, this is of no concern to us.
 361          */
 362
 363         if (mm == NULL)
 364                 return 1;
 365
 366         /*
 367          * Don't kill the process if any threads are set to OOM_DISABLE
 368          */
 369         do_each_thread(g, q) {
 370                 if (q->mm == mm && q->oomkilladj == OOM_DISABLE)
 371                         return 1;
 372         } while_each_thread(g, q);
 373
 374         __oom_kill_task(p, 1);
 375
 376         /*
 377          * kill all processes that share the ->mm (i.e. all threads),
 378          * but are in a different thread group. Don't let them have access
 379          * to memory reserves though, otherwise we might deplete all memory.
 380          */
 381         do_each_thread(g, q) {
 382                 if (q->mm == mm && !same_thread_group(q, p))
 383                         force_sig(SIGKILL, q);
 384         } while_each_thread(g, q);
 385
 386         return 0;
 387 }
 388
 389 static int oom_kill_process(struct task_struct *p, gfp_t gfp_mask, int order,
 390                             unsigned long points, struct mem_cgroup *mem,
 391                             const char *message)
 392 {
 393         struct task_struct *c;
 394
 395         if (printk_ratelimit()) {
 396                 printk(KERN_WARNING "%s invoked oom-killer: "
 397                         "gfp_mask=0x%x, order=%d, oomkilladj=%d\n",
 398                         current->comm, gfp_mask, order, current->oomkilladj);
 399                 task_lock(current);
 400                 cpuset_print_task_mems_allowed(current);
 401                 task_unlock(current);
 402                 dump_stack();
 403                 mem_cgroup_print_oom_info(mem, current);
 404                 show_mem();
 405                 if (sysctl_oom_dump_tasks)
 406                         dump_tasks(mem);
 407         }
 408
 409         /*
 410          * If the task is already exiting, don't alarm the sysadmin or kill
 411          * its children or threads, just set TIF_MEMDIE so it can die quickly
 412          */
 413         if (p->flags & PF_EXITING) {
 414                 __oom_kill_task(p, 0);
 415                 return 0;
 416         }
 417
 418         printk(KERN_ERR "%s: kill process %d (%s) score %li or a child\n",
 419                                         message, task_pid_nr(p), p->comm, points);
 420
 421         /* Try to kill a child first */
 422         list_for_each_entry(c, &p->children, sibling) {
 423                 if (c->mm == p->mm)
 424                         continue;
 425                 if (!oom_kill_task(c))
 426                         return 0;
 427         }
 428         return oom_kill_task(p);
 429 }
 430
 431 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
 432 void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *mem, gfp_t gfp_mask)
 433 {
 434         unsigned long points = 0;
 435         struct task_struct *p;
 436
 437         read_lock(&tasklist_lock);
 438 retry:
 439         p = select_bad_process(&points, mem);
 440         if (PTR_ERR(p) == -1UL)
 441                 goto out;
 442
 443         if (!p)
 444                 p = current;
 445
 446         if (oom_kill_process(p, gfp_mask, 0, points, mem,
 447                                 "Memory cgroup out of memory"))
 448                 goto retry;
 449 out:
 450         read_unlock(&tasklist_lock);
 451 }
 452 #endif
 453
 454 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(oom_notify_list);
 455
 456 int register_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 457 {
 458         return blocking_notifier_chain_register(&oom_notify_list, nb);
 459 }
 460 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_oom_notifier);
 461
 462 int unregister_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 463 {
 464         return blocking_notifier_chain_unregister(&oom_notify_list, nb);
 465 }
 466 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_oom_notifier);
 467
 468 /*
 469  * Try to acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist.  Returns zero
 470  * if a parallel OOM killing is already taking place that includes a zone in
 471  * the zonelist.  Otherwise, locks all zones in the zonelist and returns 1.
 472  */
 473 int try_set_zone_oom(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
 474 {
 475         struct zoneref *z;
 476         struct zone *zone;
 477         int ret = 1;
 478
 479         spin_lock(&zone_scan_lock);
 480         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 481                 if (zone_is_oom_locked(zone)) {
 482                         ret = 0;
 483                         goto out;
 484                 }
 485         }
 486
 487         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 488                 /*
 489                  * Lock each zone in the zonelist under zone_scan_lock so a
 490                  * parallel invocation of try_set_zone_oom() doesn't succeed
 491                  * when it shouldn't.
 492                  */
 493                 zone_set_flag(zone, ZONE_OOM_LOCKED);
 494         }
 495
 496 out:
 497         spin_unlock(&zone_scan_lock);
 498         return ret;
 499 }
 500
 501 /*
 502  * Clears the ZONE_OOM_LOCKED flag for all zones in the zonelist so that failed
 503  * allocation attempts with zonelists containing them may now recall the OOM
 504  * killer, if necessary.
 505  */
 506 void clear_zonelist_oom(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
 507 {
 508         struct zoneref *z;
 509         struct zone *zone;
 510
 511         spin_lock(&zone_scan_lock);
 512         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, gfp_zone(gfp_mask)) {
 513                 zone_clear_flag(zone, ZONE_OOM_LOCKED);
 514         }
 515         spin_unlock(&zone_scan_lock);
 516 }
 517
 518 /*
 519  * Must be called with tasklist_lock held for read.
 520  */
 521 static void __out_of_memory(gfp_t gfp_mask, int order)
 522 {
 523         struct task_struct *p;
 524         unsigned long points;
 525
 526         if (sysctl_oom_kill_allocating_task)
 527                 if (!oom_kill_process(current, gfp_mask, order, 0, NULL,
 528                                 "Out of memory (oom_kill_allocating_task)"))
 529                         return;
 530 retry:
 531         /*
 532          * Rambo mode: Shoot down a process and hope it solves whatever
 533          * issues we may have.
 534          */
 535         p = select_bad_process(&points, NULL);
 536
 537         if (PTR_ERR(p) == -1UL)
 538                 return;
 539
 540         /* Found nothing?!?! Either we hang forever, or we panic. */
 541         if (!p) {
 542                 read_unlock(&tasklist_lock);
 543                 panic("Out of memory and no killable processes...\n");
 544         }
 545
 546         if (oom_kill_process(p, gfp_mask, order, points, NULL,
 547                              "Out of memory"))
 548                 goto retry;
 549 }
 550
 551 /*
 552  * pagefault handler calls into here because it is out of memory but
 553  * doesn't know exactly how or why.
 554  */
 555 void pagefault_out_of_memory(void)
 556 {
 557         unsigned long freed = 0;
 558
 559         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
 560         if (freed > 0)
 561                 /* Got some memory back in the last second. */
 562                 return;
 563
 564         /*
 565          * If this is from memcg, oom-killer is already invoked.
 566          * and not worth to go system-wide-oom.
 567          */
 568         if (mem_cgroup_oom_called(current))
 569                 goto rest_and_return;
 570
 571         if (sysctl_panic_on_oom)
 572                 panic("out of memory from page fault. panic_on_oom is selected.\n");
 573
 574         read_lock(&tasklist_lock);
 575         __out_of_memory(0, 0); /* unknown gfp_mask and order */
 576         read_unlock(&tasklist_lock);
 577
 578         /*
 579          * Give "p" a good chance of killing itself before we
 580          * retry to allocate memory.
 581          */
 582 rest_and_return:
 583         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
 584                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 585 }
 586
 587 /**
 588  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
 589  * @zonelist: zonelist pointer
 590  * @gfp_mask: memory allocation flags
 591  * @order: amount of memory being requested as a power of 2
 592  *
 593  * If we run out of memory, we have the choice between either
 594  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
 595  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
 596  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
 597  */
 598 void out_of_memory(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask, int order)
 599 {
 600         unsigned long freed = 0;
 601         enum oom_constraint constraint;
 602
 603         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
 604         if (freed > 0)
 605                 /* Got some memory back in the last second. */
 606                 return;
 607
 608         if (sysctl_panic_on_oom == 2)
 609                 panic("out of memory. Compulsory panic_on_oom is selected.\n");
 610
 611         /*
 612          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
 613          * NUMA) that may require different handling.
 614          */
 615         constraint = constrained_alloc(zonelist, gfp_mask);
 616         read_lock(&tasklist_lock);
 617
 618         switch (constraint) {
 619         case CONSTRAINT_MEMORY_POLICY:
 620                 oom_kill_process(current, gfp_mask, order, 0, NULL,
 621                                 "No available memory (MPOL_BIND)");
 622                 break;
 623
 624         case CONSTRAINT_NONE:
 625                 if (sysctl_panic_on_oom)
 626                         panic("out of memory. panic_on_oom is selected\n");
 627                 /* Fall-through */
 628         case CONSTRAINT_CPUSET:
 629                 __out_of_memory(gfp_mask, order);
 630                 break;
 631         }
 632
 633         read_unlock(&tasklist_lock);
 634
 635         /*
 636          * Give "p" a good chance of killing itself before we
 637          * retry to allocate memory unless "p" is current
 638          */
 639         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
 640                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 641 }