Memory controller improve user interface
[linux-2.6.git] / 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
29 int sysctl_panic_on_oom;
30 int sysctl_oom_kill_allocating_task;
31 static DEFINE_SPINLOCK(zone_scan_mutex);
32 /* #define DEBUG */
33
34 /**
35  * badness - calculate a numeric value for how bad this task has been
36  * @p: task struct of which task we should calculate
37  * @uptime: current uptime in seconds
38  *
39  * The formula used is relatively simple and documented inline in the
40  * function. The main rationale is that we want to select a good task
41  * to kill when we run out of memory.
42  *
43  * Good in this context means that:
44  * 1) we lose the minimum amount of work done
45  * 2) we recover a large amount of memory
46  * 3) we don't kill anything innocent of eating tons of memory
47  * 4) we want to kill the minimum amount of processes (one)
48  * 5) we try to kill the process the user expects us to kill, this
49  *    algorithm has been meticulously tuned to meet the principle
50  *    of least surprise ... (be careful when you change it)
51  */
52
53 unsigned long badness(struct task_struct *p, unsigned long uptime)
54 {
55         unsigned long points, cpu_time, run_time, s;
56         struct mm_struct *mm;
57         struct task_struct *child;
58
59         task_lock(p);
60         mm = p->mm;
61         if (!mm) {
62                 task_unlock(p);
63                 return 0;
64         }
65
66         /*
67          * The memory size of the process is the basis for the badness.
68          */
69         points = mm->total_vm;
70
71         /*
72          * After this unlock we can no longer dereference local variable `mm'
73          */
74         task_unlock(p);
75
76         /*
77          * swapoff can easily use up all memory, so kill those first.
78          */
79         if (p->flags & PF_SWAPOFF)
80                 return ULONG_MAX;
81
82         /*
83          * Processes which fork a lot of child processes are likely
84          * a good choice. We add half the vmsize of the children if they
85          * have an own mm. This prevents forking servers to flood the
86          * machine with an endless amount of children. In case a single
87          * child is eating the vast majority of memory, adding only half
88          * to the parents will make the child our kill candidate of choice.
89          */
90         list_for_each_entry(child, &p->children, sibling) {
91                 task_lock(child);
92                 if (child->mm != mm && child->mm)
93                         points += child->mm->total_vm/2 + 1;
94                 task_unlock(child);
95         }
96
97         /*
98          * CPU time is in tens of seconds and run time is in thousands
99          * of seconds. There is no particular reason for this other than
100          * that it turned out to work very well in practice.
101          */
102         cpu_time = (cputime_to_jiffies(p->utime) + cputime_to_jiffies(p->stime))
103                 >> (SHIFT_HZ + 3);
104
105         if (uptime >= p->start_time.tv_sec)
106                 run_time = (uptime - p->start_time.tv_sec) >> 10;
107         else
108                 run_time = 0;
109
110         s = int_sqrt(cpu_time);
111         if (s)
112                 points /= s;
113         s = int_sqrt(int_sqrt(run_time));
114         if (s)
115                 points /= s;
116
117         /*
118          * Niced processes are most likely less important, so double
119          * their badness points.
120          */
121         if (task_nice(p) > 0)
122                 points *= 2;
123
124         /*
125          * Superuser processes are usually more important, so we make it
126          * less likely that we kill those.
127          */
128         if (__capable(p, CAP_SYS_ADMIN) || __capable(p, CAP_SYS_RESOURCE))
129                 points /= 4;
130
131         /*
132          * We don't want to kill a process with direct hardware access.
133          * Not only could that mess up the hardware, but usually users
134          * tend to only have this flag set on applications they think
135          * of as important.
136          */
137         if (__capable(p, CAP_SYS_RAWIO))
138                 points /= 4;
139
140         /*
141          * If p's nodes don't overlap ours, it may still help to kill p
142          * because p may have allocated or otherwise mapped memory on
143          * this node before. However it will be less likely.
144          */
145         if (!cpuset_mems_allowed_intersects(current, p))
146                 points /= 8;
147
148         /*
149          * Adjust the score by oomkilladj.
150          */
151         if (p->oomkilladj) {
152                 if (p->oomkilladj > 0) {
153                         if (!points)
154                                 points = 1;
155                         points <<= p->oomkilladj;
156                 } else
157                         points >>= -(p->oomkilladj);
158         }
159
160 #ifdef DEBUG
161         printk(KERN_DEBUG "OOMkill: task %d (%s) got %lu points\n",
162         p->pid, p->comm, points);
163 #endif
164         return points;
165 }
166
167 /*
168  * Determine the type of allocation constraint.
169  */
170 static inline enum oom_constraint constrained_alloc(struct zonelist *zonelist,
171                                                     gfp_t gfp_mask)
172 {
173 #ifdef CONFIG_NUMA
174         struct zone **z;
175         nodemask_t nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
176
177         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
178                 if (cpuset_zone_allowed_softwall(*z, gfp_mask))
179                         node_clear(zone_to_nid(*z), nodes);
180                 else
181                         return CONSTRAINT_CPUSET;
182
183         if (!nodes_empty(nodes))
184                 return CONSTRAINT_MEMORY_POLICY;
185 #endif
186
187         return CONSTRAINT_NONE;
188 }
189
190 /*
191  * Simple selection loop. We chose the process with the highest
192  * number of 'points'. We expect the caller will lock the tasklist.
193  *
194  * (not docbooked, we don't want this one cluttering up the manual)
195  */
196 static struct task_struct *select_bad_process(unsigned long *ppoints)
197 {
198         struct task_struct *g, *p;
199         struct task_struct *chosen = NULL;
200         struct timespec uptime;
201         *ppoints = 0;
202
203         do_posix_clock_monotonic_gettime(&uptime);
204         do_each_thread(g, p) {
205                 unsigned long points;
206
207                 /*
208                  * skip kernel threads and tasks which have already released
209                  * their mm.
210                  */
211                 if (!p->mm)
212                         continue;
213                 /* skip the init task */
214                 if (is_global_init(p))
215                         continue;
216
217                 /*
218                  * This task already has access to memory reserves and is
219                  * being killed. Don't allow any other task access to the
220                  * memory reserve.
221                  *
222                  * Note: this may have a chance of deadlock if it gets
223                  * blocked waiting for another task which itself is waiting
224                  * for memory. Is there a better alternative?
225                  */
226                 if (test_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE))
227                         return ERR_PTR(-1UL);
228
229                 /*
230                  * This is in the process of releasing memory so wait for it
231                  * to finish before killing some other task by mistake.
232                  *
233                  * However, if p is the current task, we allow the 'kill' to
234                  * go ahead if it is exiting: this will simply set TIF_MEMDIE,
235                  * which will allow it to gain access to memory reserves in
236                  * the process of exiting and releasing its resources.
237                  * Otherwise we could get an easy OOM deadlock.
238                  */
239                 if (p->flags & PF_EXITING) {
240                         if (p != current)
241                                 return ERR_PTR(-1UL);
242
243                         chosen = p;
244                         *ppoints = ULONG_MAX;
245                 }
246
247                 if (p->oomkilladj == OOM_DISABLE)
248                         continue;
249
250                 points = badness(p, uptime.tv_sec);
251                 if (points > *ppoints || !chosen) {
252                         chosen = p;
253                         *ppoints = points;
254                 }
255         } while_each_thread(g, p);
256
257         return chosen;
258 }
259
260 /**
261  * Send SIGKILL to the selected  process irrespective of  CAP_SYS_RAW_IO
262  * flag though it's unlikely that  we select a process with CAP_SYS_RAW_IO
263  * set.
264  */
265 static void __oom_kill_task(struct task_struct *p, int verbose)
266 {
267         if (is_global_init(p)) {
268                 WARN_ON(1);
269                 printk(KERN_WARNING "tried to kill init!\n");
270                 return;
271         }
272
273         if (!p->mm) {
274                 WARN_ON(1);
275                 printk(KERN_WARNING "tried to kill an mm-less task!\n");
276                 return;
277         }
278
279         if (verbose)
280                 printk(KERN_ERR "Killed process %d (%s)\n",
281                                 task_pid_nr(p), 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->rt.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)
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)
311                 return 1;
312
313         /*
314          * Don't kill the process if any threads are set to OOM_DISABLE
315          */
316         do_each_thread(g, q) {
317                 if (q->mm == mm && q->oomkilladj == OOM_DISABLE)
318                         return 1;
319         } while_each_thread(g, q);
320
321         __oom_kill_task(p, 1);
322
323         /*
324          * kill all processes that share the ->mm (i.e. all threads),
325          * but are in a different thread group. Don't let them have access
326          * to memory reserves though, otherwise we might deplete all memory.
327          */
328         do_each_thread(g, q) {
329                 if (q->mm == mm && !same_thread_group(q, p))
330                         force_sig(SIGKILL, q);
331         } while_each_thread(g, q);
332
333         return 0;
334 }
335
336 static int oom_kill_process(struct task_struct *p, gfp_t gfp_mask, int order,
337                             unsigned long points, const char *message)
338 {
339         struct task_struct *c;
340
341         if (printk_ratelimit()) {
342                 printk(KERN_WARNING "%s invoked oom-killer: "
343                         "gfp_mask=0x%x, order=%d, oomkilladj=%d\n",
344                         current->comm, gfp_mask, order, current->oomkilladj);
345                 dump_stack();
346                 show_mem();
347         }
348
349         /*
350          * If the task is already exiting, don't alarm the sysadmin or kill
351          * its children or threads, just set TIF_MEMDIE so it can die quickly
352          */
353         if (p->flags & PF_EXITING) {
354                 __oom_kill_task(p, 0);
355                 return 0;
356         }
357
358         printk(KERN_ERR "%s: kill process %d (%s) score %li or a child\n",
359                                         message, task_pid_nr(p), p->comm, points);
360
361         /* Try to kill a child first */
362         list_for_each_entry(c, &p->children, sibling) {
363                 if (c->mm == p->mm)
364                         continue;
365                 if (!oom_kill_task(c))
366                         return 0;
367         }
368         return oom_kill_task(p);
369 }
370
371 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(oom_notify_list);
372
373 int register_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
374 {
375         return blocking_notifier_chain_register(&oom_notify_list, nb);
376 }
377 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_oom_notifier);
378
379 int unregister_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
380 {
381         return blocking_notifier_chain_unregister(&oom_notify_list, nb);
382 }
383 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_oom_notifier);
384
385 /*
386  * Try to acquire the OOM killer lock for the zones in zonelist.  Returns zero
387  * if a parallel OOM killing is already taking place that includes a zone in
388  * the zonelist.  Otherwise, locks all zones in the zonelist and returns 1.
389  */
390 int try_set_zone_oom(struct zonelist *zonelist)
391 {
392         struct zone **z;
393         int ret = 1;
394
395         z = zonelist->zones;
396
397         spin_lock(&zone_scan_mutex);
398         do {
399                 if (zone_is_oom_locked(*z)) {
400                         ret = 0;
401                         goto out;
402                 }
403         } while (*(++z) != NULL);
404
405         /*
406          * Lock each zone in the zonelist under zone_scan_mutex so a parallel
407          * invocation of try_set_zone_oom() doesn't succeed when it shouldn't.
408          */
409         z = zonelist->zones;
410         do {
411                 zone_set_flag(*z, ZONE_OOM_LOCKED);
412         } while (*(++z) != NULL);
413 out:
414         spin_unlock(&zone_scan_mutex);
415         return ret;
416 }
417
418 /*
419  * Clears the ZONE_OOM_LOCKED flag for all zones in the zonelist so that failed
420  * allocation attempts with zonelists containing them may now recall the OOM
421  * killer, if necessary.
422  */
423 void clear_zonelist_oom(struct zonelist *zonelist)
424 {
425         struct zone **z;
426
427         z = zonelist->zones;
428
429         spin_lock(&zone_scan_mutex);
430         do {
431                 zone_clear_flag(*z, ZONE_OOM_LOCKED);
432         } while (*(++z) != NULL);
433         spin_unlock(&zone_scan_mutex);
434 }
435
436 /**
437  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
438  *
439  * If we run out of memory, we have the choice between either
440  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
441  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
442  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
443  */
444 void out_of_memory(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask, int order)
445 {
446         struct task_struct *p;
447         unsigned long points = 0;
448         unsigned long freed = 0;
449         enum oom_constraint constraint;
450
451         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
452         if (freed > 0)
453                 /* Got some memory back in the last second. */
454                 return;
455
456         if (sysctl_panic_on_oom == 2)
457                 panic("out of memory. Compulsory panic_on_oom is selected.\n");
458
459         /*
460          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
461          * NUMA) that may require different handling.
462          */
463         constraint = constrained_alloc(zonelist, gfp_mask);
464         read_lock(&tasklist_lock);
465
466         switch (constraint) {
467         case CONSTRAINT_MEMORY_POLICY:
468                 oom_kill_process(current, gfp_mask, order, points,
469                                 "No available memory (MPOL_BIND)");
470                 break;
471
472         case CONSTRAINT_NONE:
473                 if (sysctl_panic_on_oom)
474                         panic("out of memory. panic_on_oom is selected\n");
475                 /* Fall-through */
476         case CONSTRAINT_CPUSET:
477                 if (sysctl_oom_kill_allocating_task) {
478                         oom_kill_process(current, gfp_mask, order, points,
479                                         "Out of memory (oom_kill_allocating_task)");
480                         break;
481                 }
482 retry:
483                 /*
484                  * Rambo mode: Shoot down a process and hope it solves whatever
485                  * issues we may have.
486                  */
487                 p = select_bad_process(&points);
488
489                 if (PTR_ERR(p) == -1UL)
490                         goto out;
491
492                 /* Found nothing?!?! Either we hang forever, or we panic. */
493                 if (!p) {
494                         read_unlock(&tasklist_lock);
495                         panic("Out of memory and no killable processes...\n");
496                 }
497
498                 if (oom_kill_process(p, gfp_mask, order, points,
499                                      "Out of memory"))
500                         goto retry;
501
502                 break;
503         }
504
505 out:
506         read_unlock(&tasklist_lock);
507
508         /*
509          * Give "p" a good chance of killing itself before we
510          * retry to allocate memory unless "p" is current
511          */
512         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
513                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
514 }