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/config.h>
  19 #include <linux/mm.h>
  20 #include <linux/sched.h>
  21 #include <linux/swap.h>
  22 #include <linux/timex.h>
  23 #include <linux/jiffies.h>
  24 #include <linux/cpuset.h>
  25
  26 int sysctl_panic_on_oom;
  27 /* #define DEBUG */
  28
  29 /**
  30  * badness - calculate a numeric value for how bad this task has been
  31  * @p: task struct of which task we should calculate
  32  * @uptime: current uptime in seconds
  33  *
  34  * The formula used is relatively simple and documented inline in the
  35  * function. The main rationale is that we want to select a good task
  36  * to kill when we run out of memory.
  37  *
  38  * Good in this context means that:
  39  * 1) we lose the minimum amount of work done
  40  * 2) we recover a large amount of memory
  41  * 3) we don't kill anything innocent of eating tons of memory
  42  * 4) we want to kill the minimum amount of processes (one)
  43  * 5) we try to kill the process the user expects us to kill, this
  44  *    algorithm has been meticulously tuned to meet the principle
  45  *    of least surprise ... (be careful when you change it)
  46  */
  47
  48 unsigned long badness(struct task_struct *p, unsigned long uptime)
  49 {
  50         unsigned long points, cpu_time, run_time, s;
  51         struct mm_struct *mm;
  52         struct task_struct *child;
  53
  54         task_lock(p);
  55         mm = p->mm;
  56         if (!mm) {
  57                 task_unlock(p);
  58                 return 0;
  59         }
  60
  61         /*
  62          * swapoff can easily use up all memory, so kill those first.
  63          */
  64         if (p->flags & PF_SWAPOFF)
  65                 return ULONG_MAX;
  66
  67         /*
  68          * The memory size of the process is the basis for the badness.
  69          */
  70         points = mm->total_vm;
  71
  72         /*
  73          * After this unlock we can no longer dereference local variable `mm'
  74          */
  75         task_unlock(p);
  76
  77         /* FIXME: add vserver badness ;) */
  78
  79         /*
  80          * Processes which fork a lot of child processes are likely
  81          * a good choice. We add half the vmsize of the children if they
  82          * have an own mm. This prevents forking servers to flood the
  83          * machine with an endless amount of children. In case a single
  84          * child is eating the vast majority of memory, adding only half
  85          * to the parents will make the child our kill candidate of choice.
  86          */
  87         list_for_each_entry(child, &p->children, sibling) {
  88                 task_lock(child);
  89                 if (child->mm != mm && child->mm)
  90                         points += child->mm->total_vm/2 + 1;
  91                 task_unlock(child);
  92         }
  93
  94         /*
  95          * CPU time is in tens of seconds and run time is in thousands
  96          * of seconds. There is no particular reason for this other than
  97          * that it turned out to work very well in practice.
  98          */
  99         cpu_time = (cputime_to_jiffies(p->utime) + cputime_to_jiffies(p->stime))
 100                 >> (SHIFT_HZ + 3);
 101
 102         if (uptime >= p->start_time.tv_sec)
 103                 run_time = (uptime - p->start_time.tv_sec) >> 10;
 104         else
 105                 run_time = 0;
 106
 107         s = int_sqrt(cpu_time);
 108         if (s)
 109                 points /= s;
 110         s = int_sqrt(int_sqrt(run_time));
 111         if (s)
 112                 points /= s;
 113
 114         /*
 115          * Niced processes are most likely less important, so double
 116          * their badness points.
 117          */
 118         if (task_nice(p) > 0)
 119                 points *= 2;
 120
 121         /*
 122          * Superuser processes are usually more important, so we make it
 123          * less likely that we kill those.
 124          */
 125         if (cap_t(p->cap_effective) & CAP_TO_MASK(CAP_SYS_ADMIN) ||
 126                                 p->uid == 0 || p->euid == 0)
 127                 points /= 4;
 128
 129         /*
 130          * We don't want to kill a process with direct hardware access.
 131          * Not only could that mess up the hardware, but usually users
 132          * tend to only have this flag set on applications they think
 133          * of as important.
 134          */
 135         if (cap_t(p->cap_effective) & CAP_TO_MASK(CAP_SYS_RAWIO))
 136                 points /= 4;
 137
 138         /*
 139          * If p's nodes don't overlap ours, it may still help to kill p
 140          * because p may have allocated or otherwise mapped memory on
 141          * this node before. However it will be less likely.
 142          */
 143         if (!cpuset_excl_nodes_overlap(p))
 144                 points /= 8;
 145
 146         /*
 147          * Adjust the score by oomkilladj.
 148          */
 149         if (p->oomkilladj) {
 150                 if (p->oomkilladj > 0)
 151                         points <<= p->oomkilladj;
 152                 else
 153                         points >>= -(p->oomkilladj);
 154         }
 155
 156 #ifdef DEBUG
 157         printk(KERN_DEBUG "OOMkill: task %d (%s) got %d points\n",
 158         p->pid, p->comm, points);
 159 #endif
 160         return points;
 161 }
 162
 163 #if defined(CONFIG_OOM_PANIC) && defined(CONFIG_OOM_KILLER)
 164 #warning Only define OOM_PANIC or OOM_KILLER; not both
 165 #endif
 166
 167 #ifdef CONFIG_OOM_KILLER
 168 /*
 169  * Types of limitations to the nodes from which allocations may occur
 170  */
 171 #define CONSTRAINT_NONE 1
 172 #define CONSTRAINT_MEMORY_POLICY 2
 173 #define CONSTRAINT_CPUSET 3
 174
 175 /*
 176  * Determine the type of allocation constraint.
 177  */
 178 static inline int constrained_alloc(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
 179 {
 180 #ifdef CONFIG_NUMA
 181         struct zone **z;
 182         nodemask_t nodes = node_online_map;
 183
 184         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
 185                 if (cpuset_zone_allowed(*z, gfp_mask))
 186                         node_clear((*z)->zone_pgdat->node_id,
 187                                         nodes);
 188                 else
 189                         return CONSTRAINT_CPUSET;
 190
 191         if (!nodes_empty(nodes))
 192                 return CONSTRAINT_MEMORY_POLICY;
 193 #endif
 194
 195         return CONSTRAINT_NONE;
 196 }
 197
 198 /*
 199  * Simple selection loop. We chose the process with the highest
 200  * number of 'points'. We expect the caller will lock the tasklist.
 201  *
 202  * (not docbooked, we don't want this one cluttering up the manual)
 203  */
 204 static struct task_struct *select_bad_process(unsigned long *ppoints)
 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                 int releasing;
 215
 216                 /* skip kernel threads */
 217                 if (!p->mm)
 218                         continue;
 219
 220                 /* skip the init task with pid == 1 */
 221                 if (p->pid == 1)
 222                         continue;
 223                 /*
 224                  * This is in the process of releasing memory so wait for it
 225                  * to finish before killing some other task by mistake.
 226                  *
 227                  * However, if p is the current task, we allow the 'kill' to
 228                  * go ahead if it is exiting: this will simply set TIF_MEMDIE,
 229                  * which will allow it to gain access to memory reserves in
 230                  * the process of exiting and releasing its resources.
 231                  * Otherwise we could get an OOM deadlock.
 232                  */
 233                 releasing = test_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE) ||
 234                                                 p->flags & PF_EXITING;
 235                 if (releasing) {
 236                         /* PF_DEAD tasks have already released their mm */
 237                         if (p->flags & PF_DEAD)
 238                                 continue;
 239                         if (p->flags & PF_EXITING && p == current) {
 240                                 chosen = p;
 241                                 *ppoints = ULONG_MAX;
 242                                 break;
 243                         }
 244                         return ERR_PTR(-1UL);
 245                 }
 246                 if (p->oomkilladj == OOM_DISABLE)
 247                         continue;
 248
 249                 points = badness(p, uptime.tv_sec);
 250                 if (points > *ppoints || !chosen) {
 251                         chosen = p;
 252                         *ppoints = points;
 253                 }
 254         } while_each_thread(g, p);
 255         return chosen;
 256 }
 257
 258 /**
 259  * We must be careful though to never send SIGKILL a process with
 260  * CAP_SYS_RAW_IO set, send SIGTERM instead (but it's unlikely that
 261  * we select a process with CAP_SYS_RAW_IO set).
 262  */
 263 static void __oom_kill_task(struct task_struct *p, const char *message)
 264 {
 265         if (p->pid == 1) {
 266                 WARN_ON(1);
 267                 printk(KERN_WARNING "tried to kill init!\n");
 268                 return;
 269         }
 270
 271         task_lock(p);
 272         if (!p->mm || p->mm == &init_mm) {
 273                 WARN_ON(1);
 274                 printk(KERN_WARNING "tried to kill an mm-less task!\n");
 275                 task_unlock(p);
 276                 return;
 277         }
 278         task_unlock(p);
 279         if (message)
 280                 printk(KERN_ERR "%s: Killed process %d (%s).\n",
 281                                 message, p->pid, p->comm);
 282
 283         /*
 284          * We give our sacrificial lamb high priority and access to
 285          * all the memory it needs. That way it should be able to
 286          * exit() and clear out its resources quickly...
 287          */
 288         p->time_slice = HZ;
 289         set_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE);
 290
 291         force_sig(SIGKILL, p);
 292 }
 293
 294 static int oom_kill_task(struct task_struct *p, const char *message)
 295 {
 296         struct mm_struct *mm;
 297         struct task_struct *g, *q;
 298
 299         mm = p->mm;
 300
 301         /* WARNING: mm may not be dereferenced since we did not obtain its
 302          * value from get_task_mm(p).  This is OK since all we need to do is
 303          * compare mm to q->mm below.
 304          *
 305          * Furthermore, even if mm contains a non-NULL value, p->mm may
 306          * change to NULL at any time since we do not hold task_lock(p).
 307          * However, this is of no concern to us.
 308          */
 309
 310         if (mm == NULL || mm == &init_mm)
 311                 return 1;
 312
 313         __oom_kill_task(p, message);
 314         /*
 315          * kill all processes that share the ->mm (i.e. all threads),
 316          * but are in a different thread group
 317          */
 318         do_each_thread(g, q)
 319                 if (q->mm == mm && q->tgid != p->tgid)
 320                         __oom_kill_task(q, message);
 321         while_each_thread(g, q);
 322
 323         return 0;
 324 }
 325
 326 static int oom_kill_process(struct task_struct *p, unsigned long points,
 327                 const char *message)
 328 {
 329         struct task_struct *c;
 330         struct list_head *tsk;
 331
 332         /*
 333          * If the task is already exiting, don't alarm the sysadmin or kill
 334          * its children or threads, just set TIF_MEMDIE so it can die quickly
 335          */
 336         if (p->flags & PF_EXITING) {
 337                 __oom_kill_task(p, NULL);
 338                 return 0;
 339         }
 340
 341         /* Try to kill a child first */
 342         list_for_each(tsk, &p->children) {
 343                 c = list_entry(tsk, struct task_struct, sibling);
 344                 if (c->mm == p->mm)
 345                         continue;
 346                 if (!oom_kill_task(c, message))
 347                         return 0;
 348         }
 349         return oom_kill_task(p, message);
 350 }
 351
 352 int should_oom_kill(void)
 353 {
 354         static spinlock_t oom_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
 355         static unsigned long first, last, count, lastkill;
 356         unsigned long now, since;
 357         int ret = 0;
 358
 359         spin_lock(&oom_lock);
 360         now = jiffies;
 361         since = now - last;
 362         last = now;
 363
 364         /*
 365          * If it's been a long time since last failure,
 366          * we're not oom.
 367          */
 368         if (since > 5*HZ)
 369                 goto reset;
 370
 371         /*
 372          * If we haven't tried for at least one second,
 373          * we're not really oom.
 374          */
 375         since = now - first;
 376         if (since < HZ)
 377                 goto out_unlock;
 378
 379         /*
 380          * If we have gotten only a few failures,
 381          * we're not really oom.
 382          */
 383         if (++count < 10)
 384                 goto out_unlock;
 385
 386         /*
 387          * If we just killed a process, wait a while
 388          * to give that task a chance to exit. This
 389          * avoids killing multiple processes needlessly.
 390          */
 391         since = now - lastkill;
 392         if (since < HZ*5)
 393                 goto out_unlock;
 394
 395         /*
 396          * Ok, really out of memory. Kill something.
 397          */
 398         lastkill = now;
 399         ret = 1;
 400
 401 reset:
 402 /*
 403  * We dropped the lock above, so check to be sure the variable
 404  * first only ever increases to prevent false OOM's.
 405  */
 406         if (time_after(now, first))
 407                 first = now;
 408         count = 0;
 409
 410 out_unlock:
 411         spin_unlock(&oom_lock);
 412         return ret;
 413 }
 414
 415 /**
 416  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
 417  *
 418  * If we run out of memory, we have the choice between either
 419  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
 420  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
 421  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
 422  */
 423 void out_of_memory(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask, int order)
 424 {
 425         struct task_struct *p;
 426         unsigned long points = 0;
 427
 428         if (printk_ratelimit()) {
 429                 printk(KERN_WARNING "%s invoked oom-killer: "
 430                 "gfp_mask=0x%x, order=%d, oomkilladj=%d\n",
 431                 current->comm, gfp_mask, order, current->oomkilladj);
 432                 dump_stack();
 433                 show_mem();
 434         }
 435
 436         if (!should_oom_kill())
 437                 return;
 438
 439         cpuset_lock();
 440         read_lock(&tasklist_lock);
 441
 442         /*
 443          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
 444          * NUMA) that may require different handling.
 445          */
 446         switch (constrained_alloc(zonelist, gfp_mask)) {
 447         case CONSTRAINT_MEMORY_POLICY:
 448                 oom_kill_process(current, points,
 449                                 "No available memory (MPOL_BIND)");
 450                 break;
 451
 452         case CONSTRAINT_CPUSET:
 453                 oom_kill_process(current, points,
 454                                 "No available memory in cpuset");
 455                 break;
 456
 457         case CONSTRAINT_NONE:
 458                 if (sysctl_panic_on_oom)
 459                         panic("out of memory. panic_on_oom is selected\n");
 460 retry:
 461                 /*
 462                  * Rambo mode: Shoot down a process and hope it solves whatever
 463                  * issues we may have.
 464                  */
 465                 p = select_bad_process(&points);
 466
 467                 if (PTR_ERR(p) == -1UL)
 468                         goto out;
 469
 470                 /* Found nothing?!?! Either we hang forever, or we panic. */
 471                 if (!p) {
 472                         read_unlock(&tasklist_lock);
 473                         cpuset_unlock();
 474                         panic("Out of memory and no killable processes...\n");
 475                 }
 476
 477                 if (oom_kill_process(p, points, "Out of memory"))
 478                         goto retry;
 479
 480                 break;
 481         }
 482
 483 out:
 484         read_unlock(&tasklist_lock);
 485         cpuset_unlock();
 486
 487         /*
 488          * Give "p" a good chance of killing itself before we
 489          * retry to allocate memory unless "p" is current
 490          */
 491         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
 492                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 493 }
 494 #endif /* CONFIG_OOM_KILLER */
 495
 496 #ifdef CONFIG_OOM_PANIC
 497 /**
 498  * out_of_memory - panic if the system out of memory?
 499  */
 500 void out_of_memory(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask, int order)
 501 {
 502         /*
 503          * oom_lock protects out_of_memory()'s static variables.
 504          * It's a global lock; this is not performance-critical.
 505          */
 506         static spinlock_t oom_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
 507         static unsigned long count;
 508
 509         spin_lock(&oom_lock);
 510
 511         /*
 512          * If we have gotten only a few failures,
 513          * we're not really oom.
 514          */
 515         if (++count >= 10) {
 516                 /*
 517                  * Ok, really out of memory. Panic.
 518                  */
 519
 520                 printk("oom-killer: gfp_mask=0x%x\n", gfp_mask);
 521                 show_free_areas();
 522
 523                 panic("Out Of Memory");
 524         }
 525         spin_unlock(&oom_lock);
 526 }
 527 #endif /*  CONFIG_OOM_PANIC */