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/mm.h>
  19 #include <linux/sched.h>
  20 #include <linux/swap.h>
  21 #include <linux/timex.h>
  22 #include <linux/jiffies.h>
  23 #include <linux/cpuset.h>
  24 #include <linux/module.h>
  25 #include <linux/notifier.h>
  26
  27 int sysctl_panic_on_oom;
  28 /* #define DEBUG */
  29
  30 /**
  31  * badness - calculate a numeric value for how bad this task has been
  32  * @p: task struct of which task we should calculate
  33  * @uptime: current uptime in seconds
  34  *
  35  * The formula used is relatively simple and documented inline in the
  36  * function. The main rationale is that we want to select a good task
  37  * to kill when we run out of memory.
  38  *
  39  * Good in this context means that:
  40  * 1) we lose the minimum amount of work done
  41  * 2) we recover a large amount of memory
  42  * 3) we don't kill anything innocent of eating tons of memory
  43  * 4) we want to kill the minimum amount of processes (one)
  44  * 5) we try to kill the process the user expects us to kill, this
  45  *    algorithm has been meticulously tuned to meet the principle
  46  *    of least surprise ... (be careful when you change it)
  47  */
  48
  49 unsigned long badness(struct task_struct *p, unsigned long uptime)
  50 {
  51         unsigned long points, cpu_time, run_time, s;
  52         struct mm_struct *mm;
  53         struct task_struct *child;
  54
  55         task_lock(p);
  56         mm = p->mm;
  57         if (!mm) {
  58                 task_unlock(p);
  59                 return 0;
  60         }
  61
  62         /*
  63          * The memory size of the process is the basis for the badness.
  64          */
  65         points = mm->total_vm;
  66
  67         /*
  68          * After this unlock we can no longer dereference local variable `mm'
  69          */
  70         task_unlock(p);
  71
  72         /*
  73          * Processes which fork a lot of child processes are likely
  74          * a good choice. We add half the vmsize of the children if they
  75          * have an own mm. This prevents forking servers to flood the
  76          * machine with an endless amount of children. In case a single
  77          * child is eating the vast majority of memory, adding only half
  78          * to the parents will make the child our kill candidate of choice.
  79          */
  80         list_for_each_entry(child, &p->children, sibling) {
  81                 task_lock(child);
  82                 if (child->mm != mm && child->mm)
  83                         points += child->mm->total_vm/2 + 1;
  84                 task_unlock(child);
  85         }
  86
  87         /*
  88          * CPU time is in tens of seconds and run time is in thousands
  89          * of seconds. There is no particular reason for this other than
  90          * that it turned out to work very well in practice.
  91          */
  92         cpu_time = (cputime_to_jiffies(p->utime) + cputime_to_jiffies(p->stime))
  93                 >> (SHIFT_HZ + 3);
  94
  95         if (uptime >= p->start_time.tv_sec)
  96                 run_time = (uptime - p->start_time.tv_sec) >> 10;
  97         else
  98                 run_time = 0;
  99
 100         s = int_sqrt(cpu_time);
 101         if (s)
 102                 points /= s;
 103         s = int_sqrt(int_sqrt(run_time));
 104         if (s)
 105                 points /= s;
 106
 107         /*
 108          * Niced processes are most likely less important, so double
 109          * their badness points.
 110          */
 111         if (task_nice(p) > 0)
 112                 points *= 2;
 113
 114         /*
 115          * Superuser processes are usually more important, so we make it
 116          * less likely that we kill those.
 117          */
 118         if (cap_t(p->cap_effective) & CAP_TO_MASK(CAP_SYS_ADMIN) ||
 119                                 p->uid == 0 || p->euid == 0)
 120                 points /= 4;
 121
 122         /*
 123          * We don't want to kill a process with direct hardware access.
 124          * Not only could that mess up the hardware, but usually users
 125          * tend to only have this flag set on applications they think
 126          * of as important.
 127          */
 128         if (cap_t(p->cap_effective) & CAP_TO_MASK(CAP_SYS_RAWIO))
 129                 points /= 4;
 130
 131         /*
 132          * Adjust the score by oomkilladj.
 133          */
 134         if (p->oomkilladj) {
 135                 if (p->oomkilladj > 0)
 136                         points <<= p->oomkilladj;
 137                 else
 138                         points >>= -(p->oomkilladj);
 139         }
 140
 141 #ifdef DEBUG
 142         printk(KERN_DEBUG "OOMkill: task %d (%s) got %d points\n",
 143         p->pid, p->comm, points);
 144 #endif
 145         return points;
 146 }
 147
 148 /*
 149  * Types of limitations to the nodes from which allocations may occur
 150  */
 151 #define CONSTRAINT_NONE 1
 152 #define CONSTRAINT_MEMORY_POLICY 2
 153 #define CONSTRAINT_CPUSET 3
 154
 155 /*
 156  * Determine the type of allocation constraint.
 157  */
 158 static inline int constrained_alloc(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
 159 {
 160 #ifdef CONFIG_NUMA
 161         struct zone **z;
 162         nodemask_t nodes = node_online_map;
 163
 164         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
 165                 if (cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
 166                         node_clear((*z)->zone_pgdat->node_id,
 167                                         nodes);
 168                 else
 169                         return CONSTRAINT_CPUSET;
 170
 171         if (!nodes_empty(nodes))
 172                 return CONSTRAINT_MEMORY_POLICY;
 173 #endif
 174
 175         return CONSTRAINT_NONE;
 176 }
 177
 178 /*
 179  * Simple selection loop. We chose the process with the highest
 180  * number of 'points'. We expect the caller will lock the tasklist.
 181  *
 182  * (not docbooked, we don't want this one cluttering up the manual)
 183  */
 184 static struct task_struct *select_bad_process(unsigned long *ppoints)
 185 {
 186         struct task_struct *g, *p;
 187         struct task_struct *chosen = NULL;
 188         struct timespec uptime;
 189         *ppoints = 0;
 190
 191         do_posix_clock_monotonic_gettime(&uptime);
 192         do_each_thread(g, p) {
 193                 unsigned long points;
 194                 int releasing;
 195
 196                 /* skip the init task with pid == 1 */
 197                 if (p->pid == 1)
 198                         continue;
 199                 if (p->oomkilladj == OOM_DISABLE)
 200                         continue;
 201                 /* If p's nodes don't overlap ours, it won't help to kill p. */
 202                 if (!cpuset_excl_nodes_overlap(p))
 203                         continue;
 204
 205                 /*
 206                  * This is in the process of releasing memory so wait for it
 207                  * to finish before killing some other task by mistake.
 208                  */
 209                 releasing = test_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE) ||
 210                                                 p->flags & PF_EXITING;
 211                 if (releasing && !(p->flags & PF_DEAD))
 212                         return ERR_PTR(-1UL);
 213                 if (p->flags & PF_SWAPOFF)
 214                         return p;
 215
 216                 points = badness(p, uptime.tv_sec);
 217                 if (points > *ppoints || !chosen) {
 218                         chosen = p;
 219                         *ppoints = points;
 220                 }
 221         } while_each_thread(g, p);
 222         return chosen;
 223 }
 224
 225 /**
 226  * We must be careful though to never send SIGKILL a process with
 227  * CAP_SYS_RAW_IO set, send SIGTERM instead (but it's unlikely that
 228  * we select a process with CAP_SYS_RAW_IO set).
 229  */
 230 static void __oom_kill_task(struct task_struct *p, const char *message)
 231 {
 232         if (p->pid == 1) {
 233                 WARN_ON(1);
 234                 printk(KERN_WARNING "tried to kill init!\n");
 235                 return;
 236         }
 237
 238         task_lock(p);
 239         if (!p->mm || p->mm == &init_mm) {
 240                 WARN_ON(1);
 241                 printk(KERN_WARNING "tried to kill an mm-less task!\n");
 242                 task_unlock(p);
 243                 return;
 244         }
 245         task_unlock(p);
 246         printk(KERN_ERR "%s: Killed process %d (%s).\n",
 247                                 message, p->pid, p->comm);
 248
 249         /*
 250          * We give our sacrificial lamb high priority and access to
 251          * all the memory it needs. That way it should be able to
 252          * exit() and clear out its resources quickly...
 253          */
 254         p->time_slice = HZ;
 255         set_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE);
 256
 257         force_sig(SIGKILL, p);
 258 }
 259
 260 static int oom_kill_task(struct task_struct *p, const char *message)
 261 {
 262         struct mm_struct *mm;
 263         struct task_struct *g, *q;
 264
 265         mm = p->mm;
 266
 267         /* WARNING: mm may not be dereferenced since we did not obtain its
 268          * value from get_task_mm(p).  This is OK since all we need to do is
 269          * compare mm to q->mm below.
 270          *
 271          * Furthermore, even if mm contains a non-NULL value, p->mm may
 272          * change to NULL at any time since we do not hold task_lock(p).
 273          * However, this is of no concern to us.
 274          */
 275
 276         if (mm == NULL || mm == &init_mm)
 277                 return 1;
 278
 279         __oom_kill_task(p, message);
 280         /*
 281          * kill all processes that share the ->mm (i.e. all threads),
 282          * but are in a different thread group
 283          */
 284         do_each_thread(g, q)
 285                 if (q->mm == mm && q->tgid != p->tgid)
 286                         __oom_kill_task(q, message);
 287         while_each_thread(g, q);
 288
 289         return 0;
 290 }
 291
 292 static int oom_kill_process(struct task_struct *p, unsigned long points,
 293                 const char *message)
 294 {
 295         struct task_struct *c;
 296         struct list_head *tsk;
 297
 298         printk(KERN_ERR "Out of Memory: Kill process %d (%s) score %li and "
 299                 "children.\n", p->pid, p->comm, points);
 300         /* Try to kill a child first */
 301         list_for_each(tsk, &p->children) {
 302                 c = list_entry(tsk, struct task_struct, sibling);
 303                 if (c->mm == p->mm)
 304                         continue;
 305                 if (!oom_kill_task(c, message))
 306                         return 0;
 307         }
 308         return oom_kill_task(p, message);
 309 }
 310
 311 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(oom_notify_list);
 312
 313 int register_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 314 {
 315         return blocking_notifier_chain_register(&oom_notify_list, nb);
 316 }
 317 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_oom_notifier);
 318
 319 int unregister_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 320 {
 321         return blocking_notifier_chain_unregister(&oom_notify_list, nb);
 322 }
 323 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_oom_notifier);
 324
 325 /**
 326  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
 327  *
 328  * If we run out of memory, we have the choice between either
 329  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
 330  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
 331  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
 332  */
 333 void out_of_memory(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask, int order)
 334 {
 335         struct task_struct *p;
 336         unsigned long points = 0;
 337         unsigned long freed = 0;
 338
 339         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
 340         if (freed > 0)
 341                 /* Got some memory back in the last second. */
 342                 return;
 343
 344         if (printk_ratelimit()) {
 345                 printk("oom-killer: gfp_mask=0x%x, order=%d\n",
 346                         gfp_mask, order);
 347                 dump_stack();
 348                 show_mem();
 349         }
 350
 351         cpuset_lock();
 352         read_lock(&tasklist_lock);
 353
 354         /*
 355          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
 356          * NUMA) that may require different handling.
 357          */
 358         switch (constrained_alloc(zonelist, gfp_mask)) {
 359         case CONSTRAINT_MEMORY_POLICY:
 360                 oom_kill_process(current, points,
 361                                 "No available memory (MPOL_BIND)");
 362                 break;
 363
 364         case CONSTRAINT_CPUSET:
 365                 oom_kill_process(current, points,
 366                                 "No available memory in cpuset");
 367                 break;
 368
 369         case CONSTRAINT_NONE:
 370                 if (sysctl_panic_on_oom)
 371                         panic("out of memory. panic_on_oom is selected\n");
 372 retry:
 373                 /*
 374                  * Rambo mode: Shoot down a process and hope it solves whatever
 375                  * issues we may have.
 376                  */
 377                 p = select_bad_process(&points);
 378
 379                 if (PTR_ERR(p) == -1UL)
 380                         goto out;
 381
 382                 /* Found nothing?!?! Either we hang forever, or we panic. */
 383                 if (!p) {
 384                         read_unlock(&tasklist_lock);
 385                         cpuset_unlock();
 386                         panic("Out of memory and no killable processes...\n");
 387                 }
 388
 389                 if (oom_kill_process(p, points, "Out of memory"))
 390                         goto retry;
 391
 392                 break;
 393         }
 394
 395 out:
 396         read_unlock(&tasklist_lock);
 397         cpuset_unlock();
 398
 399         /*
 400          * Give "p" a good chance of killing itself before we
 401          * retry to allocate memory unless "p" is current
 402          */
 403         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
 404                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 405 }