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          * If p's nodes don't overlap ours, it may still help to kill p
 133          * because p may have allocated or otherwise mapped memory on
 134          * this node before. However it will be less likely.
 135          */
 136         if (!cpuset_excl_nodes_overlap(p))
 137                 points /= 8;
 138
 139         /*
 140          * Adjust the score by oomkilladj.
 141          */
 142         if (p->oomkilladj) {
 143                 if (p->oomkilladj > 0)
 144                         points <<= p->oomkilladj;
 145                 else
 146                         points >>= -(p->oomkilladj);
 147         }
 148
 149 #ifdef DEBUG
 150         printk(KERN_DEBUG "OOMkill: task %d (%s) got %d points\n",
 151         p->pid, p->comm, points);
 152 #endif
 153         return points;
 154 }
 155
 156 /*
 157  * Types of limitations to the nodes from which allocations may occur
 158  */
 159 #define CONSTRAINT_NONE 1
 160 #define CONSTRAINT_MEMORY_POLICY 2
 161 #define CONSTRAINT_CPUSET 3
 162
 163 /*
 164  * Determine the type of allocation constraint.
 165  */
 166 static inline int constrained_alloc(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
 167 {
 168 #ifdef CONFIG_NUMA
 169         struct zone **z;
 170         nodemask_t nodes = node_online_map;
 171
 172         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
 173                 if (cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
 174                         node_clear((*z)->zone_pgdat->node_id,
 175                                         nodes);
 176                 else
 177                         return CONSTRAINT_CPUSET;
 178
 179         if (!nodes_empty(nodes))
 180                 return CONSTRAINT_MEMORY_POLICY;
 181 #endif
 182
 183         return CONSTRAINT_NONE;
 184 }
 185
 186 /*
 187  * Simple selection loop. We chose the process with the highest
 188  * number of 'points'. We expect the caller will lock the tasklist.
 189  *
 190  * (not docbooked, we don't want this one cluttering up the manual)
 191  */
 192 static struct task_struct *select_bad_process(unsigned long *ppoints)
 193 {
 194         struct task_struct *g, *p;
 195         struct task_struct *chosen = NULL;
 196         struct timespec uptime;
 197         *ppoints = 0;
 198
 199         do_posix_clock_monotonic_gettime(&uptime);
 200         do_each_thread(g, p) {
 201                 unsigned long points;
 202                 int releasing;
 203
 204                 /* skip the init task with pid == 1 */
 205                 if (p->pid == 1)
 206                         continue;
 207                 if (p->oomkilladj == OOM_DISABLE)
 208                         continue;
 209
 210                 /*
 211                  * This is in the process of releasing memory so wait for it
 212                  * to finish before killing some other task by mistake.
 213                  */
 214                 releasing = test_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE) ||
 215                                                 p->flags & PF_EXITING;
 216                 if (releasing && !(p->flags & PF_DEAD))
 217                         return ERR_PTR(-1UL);
 218                 if (p->flags & PF_SWAPOFF)
 219                         return p;
 220
 221                 points = badness(p, uptime.tv_sec);
 222                 if (points > *ppoints || !chosen) {
 223                         chosen = p;
 224                         *ppoints = points;
 225                 }
 226         } while_each_thread(g, p);
 227         return chosen;
 228 }
 229
 230 /**
 231  * We must be careful though to never send SIGKILL a process with
 232  * CAP_SYS_RAW_IO set, send SIGTERM instead (but it's unlikely that
 233  * we select a process with CAP_SYS_RAW_IO set).
 234  */
 235 static void __oom_kill_task(struct task_struct *p, const char *message)
 236 {
 237         if (p->pid == 1) {
 238                 WARN_ON(1);
 239                 printk(KERN_WARNING "tried to kill init!\n");
 240                 return;
 241         }
 242
 243         task_lock(p);
 244         if (!p->mm || p->mm == &init_mm) {
 245                 WARN_ON(1);
 246                 printk(KERN_WARNING "tried to kill an mm-less task!\n");
 247                 task_unlock(p);
 248                 return;
 249         }
 250         task_unlock(p);
 251         printk(KERN_ERR "%s: Killed process %d (%s).\n",
 252                                 message, p->pid, p->comm);
 253
 254         /*
 255          * We give our sacrificial lamb high priority and access to
 256          * all the memory it needs. That way it should be able to
 257          * exit() and clear out its resources quickly...
 258          */
 259         p->time_slice = HZ;
 260         set_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE);
 261
 262         force_sig(SIGKILL, p);
 263 }
 264
 265 static int oom_kill_task(struct task_struct *p, const char *message)
 266 {
 267         struct mm_struct *mm;
 268         struct task_struct *g, *q;
 269
 270         mm = p->mm;
 271
 272         /* WARNING: mm may not be dereferenced since we did not obtain its
 273          * value from get_task_mm(p).  This is OK since all we need to do is
 274          * compare mm to q->mm below.
 275          *
 276          * Furthermore, even if mm contains a non-NULL value, p->mm may
 277          * change to NULL at any time since we do not hold task_lock(p).
 278          * However, this is of no concern to us.
 279          */
 280
 281         if (mm == NULL || mm == &init_mm)
 282                 return 1;
 283
 284         __oom_kill_task(p, message);
 285         /*
 286          * kill all processes that share the ->mm (i.e. all threads),
 287          * but are in a different thread group
 288          */
 289         do_each_thread(g, q)
 290                 if (q->mm == mm && q->tgid != p->tgid)
 291                         __oom_kill_task(q, message);
 292         while_each_thread(g, q);
 293
 294         return 0;
 295 }
 296
 297 static int oom_kill_process(struct task_struct *p, unsigned long points,
 298                 const char *message)
 299 {
 300         struct task_struct *c;
 301         struct list_head *tsk;
 302
 303         printk(KERN_ERR "Out of Memory: Kill process %d (%s) score %li and "
 304                 "children.\n", p->pid, p->comm, points);
 305         /* Try to kill a child first */
 306         list_for_each(tsk, &p->children) {
 307                 c = list_entry(tsk, struct task_struct, sibling);
 308                 if (c->mm == p->mm)
 309                         continue;
 310                 if (!oom_kill_task(c, message))
 311                         return 0;
 312         }
 313         return oom_kill_task(p, message);
 314 }
 315
 316 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(oom_notify_list);
 317
 318 int register_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 319 {
 320         return blocking_notifier_chain_register(&oom_notify_list, nb);
 321 }
 322 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_oom_notifier);
 323
 324 int unregister_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 325 {
 326         return blocking_notifier_chain_unregister(&oom_notify_list, nb);
 327 }
 328 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_oom_notifier);
 329
 330 /**
 331  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
 332  *
 333  * If we run out of memory, we have the choice between either
 334  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
 335  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
 336  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
 337  */
 338 void out_of_memory(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask, int order)
 339 {
 340         struct task_struct *p;
 341         unsigned long points = 0;
 342         unsigned long freed = 0;
 343
 344         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
 345         if (freed > 0)
 346                 /* Got some memory back in the last second. */
 347                 return;
 348
 349         if (printk_ratelimit()) {
 350                 printk("oom-killer: gfp_mask=0x%x, order=%d\n",
 351                         gfp_mask, order);
 352                 dump_stack();
 353                 show_mem();
 354         }
 355
 356         cpuset_lock();
 357         read_lock(&tasklist_lock);
 358
 359         /*
 360          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
 361          * NUMA) that may require different handling.
 362          */
 363         switch (constrained_alloc(zonelist, gfp_mask)) {
 364         case CONSTRAINT_MEMORY_POLICY:
 365                 oom_kill_process(current, points,
 366                                 "No available memory (MPOL_BIND)");
 367                 break;
 368
 369         case CONSTRAINT_CPUSET:
 370                 oom_kill_process(current, points,
 371                                 "No available memory in cpuset");
 372                 break;
 373
 374         case CONSTRAINT_NONE:
 375                 if (sysctl_panic_on_oom)
 376                         panic("out of memory. panic_on_oom is selected\n");
 377 retry:
 378                 /*
 379                  * Rambo mode: Shoot down a process and hope it solves whatever
 380                  * issues we may have.
 381                  */
 382                 p = select_bad_process(&points);
 383
 384                 if (PTR_ERR(p) == -1UL)
 385                         goto out;
 386
 387                 /* Found nothing?!?! Either we hang forever, or we panic. */
 388                 if (!p) {
 389                         read_unlock(&tasklist_lock);
 390                         cpuset_unlock();
 391                         panic("Out of memory and no killable processes...\n");
 392                 }
 393
 394                 if (oom_kill_process(p, points, "Out of memory"))
 395                         goto retry;
 396
 397                 break;
 398         }
 399
 400 out:
 401         read_unlock(&tasklist_lock);
 402         cpuset_unlock();
 403
 404         /*
 405          * Give "p" a good chance of killing itself before we
 406          * retry to allocate memory unless "p" is current
 407          */
 408         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
 409                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 410 }