blk-mq: really fix plug list flushing for nomerge queues
[linux-2.6-block.git] / mm / memory-failure.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2008, 2009 Intel Corporation
3  * Authors: Andi Kleen, Fengguang Wu
4  *
5  * This software may be redistributed and/or modified under the terms of
6  * the GNU General Public License ("GPL") version 2 only as published by the
7  * Free Software Foundation.
8  *
9  * High level machine check handler. Handles pages reported by the
10  * hardware as being corrupted usually due to a multi-bit ECC memory or cache
11  * failure.
12  * 
13  * In addition there is a "soft offline" entry point that allows stop using
14  * not-yet-corrupted-by-suspicious pages without killing anything.
15  *
16  * Handles page cache pages in various states.  The tricky part
17  * here is that we can access any page asynchronously in respect to 
18  * other VM users, because memory failures could happen anytime and 
19  * anywhere. This could violate some of their assumptions. This is why 
20  * this code has to be extremely careful. Generally it tries to use 
21  * normal locking rules, as in get the standard locks, even if that means 
22  * the error handling takes potentially a long time.
23  *
24  * It can be very tempting to add handling for obscure cases here.
25  * In general any code for handling new cases should only be added iff:
26  * - You know how to test it.
27  * - You have a test that can be added to mce-test
28  *   https://git.kernel.org/cgit/utils/cpu/mce/mce-test.git/
29  * - The case actually shows up as a frequent (top 10) page state in
30  *   tools/vm/page-types when running a real workload.
31  * 
32  * There are several operations here with exponential complexity because
33  * of unsuitable VM data structures. For example the operation to map back 
34  * from RMAP chains to processes has to walk the complete process list and 
35  * has non linear complexity with the number. But since memory corruptions
36  * are rare we hope to get away with this. This avoids impacting the core 
37  * VM.
38  */
39 #include <linux/kernel.h>
40 #include <linux/mm.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/kernel-page-flags.h>
43 #include <linux/sched.h>
44 #include <linux/ksm.h>
45 #include <linux/rmap.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/pagemap.h>
48 #include <linux/swap.h>
49 #include <linux/backing-dev.h>
50 #include <linux/migrate.h>
51 #include <linux/page-isolation.h>
52 #include <linux/suspend.h>
53 #include <linux/slab.h>
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/hugetlb.h>
56 #include <linux/memory_hotplug.h>
57 #include <linux/mm_inline.h>
58 #include <linux/kfifo.h>
59 #include <linux/ratelimit.h>
60 #include "internal.h"
61 #include "ras/ras_event.h"
62
63 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
64
65 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
66
67 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
68
69 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
70
71 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
72 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
73 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
74 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
75 u64 hwpoison_filter_flags_value;
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
80 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
81
82 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
83 {
84         struct address_space *mapping;
85         dev_t dev;
86
87         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
88             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
89                 return 0;
90
91         /*
92          * page_mapping() does not accept slab pages.
93          */
94         if (PageSlab(p))
95                 return -EINVAL;
96
97         mapping = page_mapping(p);
98         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
99                 return -EINVAL;
100
101         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
102         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
103             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
104                 return -EINVAL;
105         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
106             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
107                 return -EINVAL;
108
109         return 0;
110 }
111
112 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
113 {
114         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
115                 return 0;
116
117         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
118                                     hwpoison_filter_flags_value)
119                 return 0;
120         else
121                 return -EINVAL;
122 }
123
124 /*
125  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
126  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
127  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
128  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
129  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
130  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
131  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
132  * a freed page.
133  */
134 #ifdef CONFIG_MEMCG
135 u64 hwpoison_filter_memcg;
136 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
137 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
138 {
139         if (!hwpoison_filter_memcg)
140                 return 0;
141
142         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
143                 return -EINVAL;
144
145         return 0;
146 }
147 #else
148 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
149 #endif
150
151 int hwpoison_filter(struct page *p)
152 {
153         if (!hwpoison_filter_enable)
154                 return 0;
155
156         if (hwpoison_filter_dev(p))
157                 return -EINVAL;
158
159         if (hwpoison_filter_flags(p))
160                 return -EINVAL;
161
162         if (hwpoison_filter_task(p))
163                 return -EINVAL;
164
165         return 0;
166 }
167 #else
168 int hwpoison_filter(struct page *p)
169 {
170         return 0;
171 }
172 #endif
173
174 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
175
176 /*
177  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
178  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
179  * ``action required'' if error happened in current execution context
180  */
181 static int kill_proc(struct task_struct *t, unsigned long addr, int trapno,
182                         unsigned long pfn, struct page *page, int flags)
183 {
184         struct siginfo si;
185         int ret;
186
187         pr_err("Memory failure: %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
188                 pfn, t->comm, t->pid);
189         si.si_signo = SIGBUS;
190         si.si_errno = 0;
191         si.si_addr = (void *)addr;
192 #ifdef __ARCH_SI_TRAPNO
193         si.si_trapno = trapno;
194 #endif
195         si.si_addr_lsb = compound_order(compound_head(page)) + PAGE_SHIFT;
196
197         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
198                 si.si_code = BUS_MCEERR_AR;
199                 ret = force_sig_info(SIGBUS, &si, current);
200         } else {
201                 /*
202                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
203                  * can be temporarily blocked.
204                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
205                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
206                  */
207                 si.si_code = BUS_MCEERR_AO;
208                 ret = send_sig_info(SIGBUS, &si, t);  /* synchronous? */
209         }
210         if (ret < 0)
211                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
212                         t->comm, t->pid, ret);
213         return ret;
214 }
215
216 /*
217  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
218  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
219  */
220 void shake_page(struct page *p, int access)
221 {
222         if (!PageSlab(p)) {
223                 lru_add_drain_all();
224                 if (PageLRU(p))
225                         return;
226                 drain_all_pages(page_zone(p));
227                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
228                         return;
229         }
230
231         /*
232          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
233          * other caches) if access is not potentially fatal.
234          */
235         if (access)
236                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
237 }
238 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
239
240 /*
241  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
242  * the page.
243  *
244  * General strategy:
245  * Find all processes having the page mapped and kill them.
246  * But we keep a page reference around so that the page is not
247  * actually freed yet.
248  * Then stash the page away
249  *
250  * There's no convenient way to get back to mapped processes
251  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
252  * running processes.
253  *
254  * Remember that machine checks are not common (or rather
255  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
256  * be a performance issue.
257  *
258  * Also there are some races possible while we get from the
259  * error detection to actually handle it.
260  */
261
262 struct to_kill {
263         struct list_head nd;
264         struct task_struct *tsk;
265         unsigned long addr;
266         char addr_valid;
267 };
268
269 /*
270  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
271  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
272  */
273
274 /*
275  * Schedule a process for later kill.
276  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
277  * TBD would GFP_NOIO be enough?
278  */
279 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
280                        struct vm_area_struct *vma,
281                        struct list_head *to_kill,
282                        struct to_kill **tkc)
283 {
284         struct to_kill *tk;
285
286         if (*tkc) {
287                 tk = *tkc;
288                 *tkc = NULL;
289         } else {
290                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
291                 if (!tk) {
292                         pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
293                         return;
294                 }
295         }
296         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
297         tk->addr_valid = 1;
298
299         /*
300          * In theory we don't have to kill when the page was
301          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
302          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
303          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
304          */
305         if (tk->addr == -EFAULT) {
306                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
307                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
308                 tk->addr_valid = 0;
309         }
310         get_task_struct(tsk);
311         tk->tsk = tsk;
312         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
313 }
314
315 /*
316  * Kill the processes that have been collected earlier.
317  *
318  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
319  * (this is used for clean pages which do not need killing)
320  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
321  * wrong earlier.
322  */
323 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, int trapno,
324                           int fail, struct page *page, unsigned long pfn,
325                           int flags)
326 {
327         struct to_kill *tk, *next;
328
329         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
330                 if (forcekill) {
331                         /*
332                          * In case something went wrong with munmapping
333                          * make sure the process doesn't catch the
334                          * signal and then access the memory. Just kill it.
335                          */
336                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
337                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
338                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
339                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
340                         }
341
342                         /*
343                          * In theory the process could have mapped
344                          * something else on the address in-between. We could
345                          * check for that, but we need to tell the
346                          * process anyways.
347                          */
348                         else if (kill_proc(tk->tsk, tk->addr, trapno,
349                                               pfn, page, flags) < 0)
350                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
351                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
352                 }
353                 put_task_struct(tk->tsk);
354                 kfree(tk);
355         }
356 }
357
358 /*
359  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
360  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
361  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
362  *
363  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
364  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
365  */
366 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
367 {
368         struct task_struct *t;
369
370         for_each_thread(tsk, t)
371                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
372                         return t;
373         return NULL;
374 }
375
376 /*
377  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
378  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
379  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
380  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
381  */
382 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
383                                            int force_early)
384 {
385         struct task_struct *t;
386         if (!tsk->mm)
387                 return NULL;
388         if (force_early)
389                 return tsk;
390         t = find_early_kill_thread(tsk);
391         if (t)
392                 return t;
393         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
394                 return tsk;
395         return NULL;
396 }
397
398 /*
399  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
400  */
401 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
402                               struct to_kill **tkc, int force_early)
403 {
404         struct vm_area_struct *vma;
405         struct task_struct *tsk;
406         struct anon_vma *av;
407         pgoff_t pgoff;
408
409         av = page_lock_anon_vma_read(page);
410         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
411                 return;
412
413         pgoff = page_to_pgoff(page);
414         read_lock(&tasklist_lock);
415         for_each_process (tsk) {
416                 struct anon_vma_chain *vmac;
417                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
418
419                 if (!t)
420                         continue;
421                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
422                                                pgoff, pgoff) {
423                         vma = vmac->vma;
424                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
425                                 continue;
426                         if (vma->vm_mm == t->mm)
427                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
428                 }
429         }
430         read_unlock(&tasklist_lock);
431         page_unlock_anon_vma_read(av);
432 }
433
434 /*
435  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
436  */
437 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
438                               struct to_kill **tkc, int force_early)
439 {
440         struct vm_area_struct *vma;
441         struct task_struct *tsk;
442         struct address_space *mapping = page->mapping;
443
444         i_mmap_lock_read(mapping);
445         read_lock(&tasklist_lock);
446         for_each_process(tsk) {
447                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
448                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
449
450                 if (!t)
451                         continue;
452                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
453                                       pgoff) {
454                         /*
455                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
456                          * the page but the corrupted page is not necessarily
457                          * mapped it in its pte.
458                          * Assume applications who requested early kill want
459                          * to be informed of all such data corruptions.
460                          */
461                         if (vma->vm_mm == t->mm)
462                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
463                 }
464         }
465         read_unlock(&tasklist_lock);
466         i_mmap_unlock_read(mapping);
467 }
468
469 /*
470  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
471  * This is done in two steps for locking reasons.
472  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
473  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
474  */
475 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
476                                 int force_early)
477 {
478         struct to_kill *tk;
479
480         if (!page->mapping)
481                 return;
482
483         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
484         if (!tk)
485                 return;
486         if (PageAnon(page))
487                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
488         else
489                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
490         kfree(tk);
491 }
492
493 static const char *action_name[] = {
494         [MF_IGNORED] = "Ignored",
495         [MF_FAILED] = "Failed",
496         [MF_DELAYED] = "Delayed",
497         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
498 };
499
500 static const char * const action_page_types[] = {
501         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
502         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
503         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
504         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
505         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
506         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
507         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
508         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
509         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
510         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
511         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
512         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
513         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
514         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
515         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
516         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
517         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
518         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
519         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
520         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
521 };
522
523 /*
524  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
525  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
526  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
527  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
528  */
529 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
530 {
531         if (!isolate_lru_page(p)) {
532                 /*
533                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
534                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
535                  */
536                 ClearPageActive(p);
537                 ClearPageUnevictable(p);
538                 /*
539                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
540                  */
541                 put_page(p);
542                 return 0;
543         }
544         return -EIO;
545 }
546
547 /*
548  * Error hit kernel page.
549  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
550  * could be more sophisticated.
551  */
552 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
553 {
554         return MF_IGNORED;
555 }
556
557 /*
558  * Page in unknown state. Do nothing.
559  */
560 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
561 {
562         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
563         return MF_FAILED;
564 }
565
566 /*
567  * Clean (or cleaned) page cache page.
568  */
569 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
570 {
571         int err;
572         int ret = MF_FAILED;
573         struct address_space *mapping;
574
575         delete_from_lru_cache(p);
576
577         /*
578          * For anonymous pages we're done the only reference left
579          * should be the one m_f() holds.
580          */
581         if (PageAnon(p))
582                 return MF_RECOVERED;
583
584         /*
585          * Now truncate the page in the page cache. This is really
586          * more like a "temporary hole punch"
587          * Don't do this for block devices when someone else
588          * has a reference, because it could be file system metadata
589          * and that's not safe to truncate.
590          */
591         mapping = page_mapping(p);
592         if (!mapping) {
593                 /*
594                  * Page has been teared down in the meanwhile
595                  */
596                 return MF_FAILED;
597         }
598
599         /*
600          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
601          *
602          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
603          */
604         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
605                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
606                 if (err != 0) {
607                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
608                                 pfn, err);
609                 } else if (page_has_private(p) &&
610                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
611                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
612                                 pfn);
613                 } else {
614                         ret = MF_RECOVERED;
615                 }
616         } else {
617                 /*
618                  * If the file system doesn't support it just invalidate
619                  * This fails on dirty or anything with private pages
620                  */
621                 if (invalidate_inode_page(p))
622                         ret = MF_RECOVERED;
623                 else
624                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
625                                 pfn);
626         }
627         return ret;
628 }
629
630 /*
631  * Dirty pagecache page
632  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
633  * propagated.
634  */
635 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
636 {
637         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
638
639         SetPageError(p);
640         /* TBD: print more information about the file. */
641         if (mapping) {
642                 /*
643                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
644                  * who check the mapping.
645                  * This way the application knows that something went
646                  * wrong with its dirty file data.
647                  *
648                  * There's one open issue:
649                  *
650                  * The EIO will be only reported on the next IO
651                  * operation and then cleared through the IO map.
652                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
653                  * first through the AS_EIO flag in the address space
654                  * and then through the PageError flag in the page.
655                  * Since we drop pages on memory failure handling the
656                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
657                  *
658                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
659                  * the first operation that returns an error, while
660                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
661                  * when the page is reread or dropped.  If an
662                  * application assumes it will always get error on
663                  * fsync, but does other operations on the fd before
664                  * and the page is dropped between then the error
665                  * will not be properly reported.
666                  *
667                  * This can already happen even without hwpoisoned
668                  * pages: first on metadata IO errors (which only
669                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
670                  * at the wrong time.
671                  *
672                  * So right now we assume that the application DTRT on
673                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
674                  * of the kernel.
675                  */
676                 mapping_set_error(mapping, EIO);
677         }
678
679         return me_pagecache_clean(p, pfn);
680 }
681
682 /*
683  * Clean and dirty swap cache.
684  *
685  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
686  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
687  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
688  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
689  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
690  * and then
691  *      - clear dirty bit to prevent IO
692  *      - remove from LRU
693  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
694  *        a later page fault, we know the application is accessing
695  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
696  *        interception code in do_swap_page to catch it).
697  *
698  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
699  * bring in the known good data from disk.
700  */
701 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
702 {
703         ClearPageDirty(p);
704         /* Trigger EIO in shmem: */
705         ClearPageUptodate(p);
706
707         if (!delete_from_lru_cache(p))
708                 return MF_DELAYED;
709         else
710                 return MF_FAILED;
711 }
712
713 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
714 {
715         delete_from_swap_cache(p);
716
717         if (!delete_from_lru_cache(p))
718                 return MF_RECOVERED;
719         else
720                 return MF_FAILED;
721 }
722
723 /*
724  * Huge pages. Needs work.
725  * Issues:
726  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
727  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
728  */
729 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
730 {
731         int res = 0;
732         struct page *hpage = compound_head(p);
733
734         if (!PageHuge(hpage))
735                 return MF_DELAYED;
736
737         /*
738          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
739          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
740          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
741          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
742          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
743          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
744          * We assume that this function is called with page lock held,
745          * so there is no race between isolation and mapping/unmapping.
746          */
747         if (!(page_mapping(hpage) || PageAnon(hpage))) {
748                 res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
749                 if (!res)
750                         return MF_RECOVERED;
751         }
752         return MF_DELAYED;
753 }
754
755 /*
756  * Various page states we can handle.
757  *
758  * A page state is defined by its current page->flags bits.
759  * The table matches them in order and calls the right handler.
760  *
761  * This is quite tricky because we can access page at any time
762  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
763  *
764  * This is not complete. More states could be added.
765  * For any missing state don't attempt recovery.
766  */
767
768 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
769 #define sc              (1UL << PG_swapcache)
770 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
771 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
772 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
773 #define lru             (1UL << PG_lru)
774 #define swapbacked      (1UL << PG_swapbacked)
775 #define head            (1UL << PG_head)
776 #define slab            (1UL << PG_slab)
777 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
778
779 static struct page_state {
780         unsigned long mask;
781         unsigned long res;
782         enum mf_action_page_type type;
783         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
784 } error_states[] = {
785         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
786         /*
787          * free pages are specially detected outside this table:
788          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
789          */
790
791         /*
792          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
793          * currently unused objects without touching them. But just
794          * treat it as standard kernel for now.
795          */
796         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
797
798         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
799
800         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
801         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
802
803         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
804         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
805
806         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
807         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
808
809         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
810         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
811
812         /*
813          * Catchall entry: must be at end.
814          */
815         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
816 };
817
818 #undef dirty
819 #undef sc
820 #undef unevict
821 #undef mlock
822 #undef writeback
823 #undef lru
824 #undef swapbacked
825 #undef head
826 #undef slab
827 #undef reserved
828
829 /*
830  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
831  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
832  */
833 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
834                           enum mf_result result)
835 {
836         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
837
838         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
839                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
840 }
841
842 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
843                         unsigned long pfn)
844 {
845         int result;
846         int count;
847
848         result = ps->action(p, pfn);
849
850         count = page_count(p) - 1;
851         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
852                 count--;
853         if (count != 0) {
854                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
855                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
856                 result = MF_FAILED;
857         }
858         action_result(pfn, ps->type, result);
859
860         /* Could do more checks here if page looks ok */
861         /*
862          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
863          */
864
865         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
866 }
867
868 /**
869  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
870  * @page:       raw error page (hit by memory error)
871  *
872  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
873  * non-zero value.)
874  */
875 int get_hwpoison_page(struct page *page)
876 {
877         struct page *head = compound_head(page);
878
879         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
880                 /*
881                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
882                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
883                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
884                  * tries to touch the "partially handled" page.
885                  */
886                 if (!PageAnon(head)) {
887                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
888                                 page_to_pfn(page));
889                         return 0;
890                 }
891         }
892
893         if (get_page_unless_zero(head)) {
894                 if (head == compound_head(page))
895                         return 1;
896
897                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
898                         page_to_pfn(page));
899                 put_page(head);
900         }
901
902         return 0;
903 }
904 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
905
906 /*
907  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
908  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
909  */
910 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
911                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
912 {
913         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
914         struct address_space *mapping;
915         LIST_HEAD(tokill);
916         int ret;
917         int kill = 1, forcekill;
918         struct page *hpage = *hpagep;
919
920         /*
921          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
922          * other types of pages.
923          */
924         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
925                 return SWAP_SUCCESS;
926         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
927                 return SWAP_SUCCESS;
928
929         /*
930          * This check implies we don't kill processes if their pages
931          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
932          */
933         if (!page_mapped(hpage))
934                 return SWAP_SUCCESS;
935
936         if (PageKsm(p)) {
937                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
938                 return SWAP_FAIL;
939         }
940
941         if (PageSwapCache(p)) {
942                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
943                         pfn);
944                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
945         }
946
947         /*
948          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
949          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
950          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
951          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
952          */
953         mapping = page_mapping(hpage);
954         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
955             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
956                 if (page_mkclean(hpage)) {
957                         SetPageDirty(hpage);
958                 } else {
959                         kill = 0;
960                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
961                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
962                                 pfn);
963                 }
964         }
965
966         /*
967          * First collect all the processes that have the page
968          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
969          * because ttu takes the rmap data structures down.
970          *
971          * Error handling: We ignore errors here because
972          * there's nothing that can be done.
973          */
974         if (kill)
975                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
976
977         ret = try_to_unmap(hpage, ttu);
978         if (ret != SWAP_SUCCESS)
979                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
980                        pfn, page_mapcount(hpage));
981
982         /*
983          * Now that the dirty bit has been propagated to the
984          * struct page and all unmaps done we can decide if
985          * killing is needed or not.  Only kill when the page
986          * was dirty or the process is not restartable,
987          * otherwise the tokill list is merely
988          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
989          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
990          * any accesses to the poisoned memory.
991          */
992         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
993         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno,
994                       ret != SWAP_SUCCESS, p, pfn, flags);
995
996         return ret;
997 }
998
999 static void set_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1000 {
1001         int i;
1002         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1003         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1004                 SetPageHWPoison(hpage + i);
1005 }
1006
1007 static void clear_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1008 {
1009         int i;
1010         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1011         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1012                 ClearPageHWPoison(hpage + i);
1013 }
1014
1015 /**
1016  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1017  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1018  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1019  * @flags: fine tune action taken
1020  *
1021  * This function is called by the low level machine check code
1022  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1023  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1024  * dropping pages, killing processes etc.
1025  *
1026  * The function is primarily of use for corruptions that
1027  * happen outside the current execution context (e.g. when
1028  * detected by a background scrubber)
1029  *
1030  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1031  * enabled and no spinlocks hold.
1032  */
1033 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1034 {
1035         struct page_state *ps;
1036         struct page *p;
1037         struct page *hpage;
1038         struct page *orig_head;
1039         int res;
1040         unsigned int nr_pages;
1041         unsigned long page_flags;
1042
1043         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1044                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1045
1046         if (!pfn_valid(pfn)) {
1047                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1048                         pfn);
1049                 return -ENXIO;
1050         }
1051
1052         p = pfn_to_page(pfn);
1053         orig_head = hpage = compound_head(p);
1054         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1055                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1056                         pfn);
1057                 return 0;
1058         }
1059
1060         /*
1061          * Currently errors on hugetlbfs pages are measured in hugepage units,
1062          * so nr_pages should be 1 << compound_order.  OTOH when errors are on
1063          * transparent hugepages, they are supposed to be split and error
1064          * measurement is done in normal page units.  So nr_pages should be one
1065          * in this case.
1066          */
1067         if (PageHuge(p))
1068                 nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1069         else /* normal page or thp */
1070                 nr_pages = 1;
1071         num_poisoned_pages_add(nr_pages);
1072
1073         /*
1074          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1075          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1076          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1077          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1078          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1079          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1080          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1081          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1082          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1083          *    used and will be freed some time later.
1084          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1085          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1086          */
1087         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1088                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1089                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1090                         return 0;
1091                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1092                         /*
1093                          * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1094                          */
1095                         lock_page(hpage);
1096                         if (PageHWPoison(hpage)) {
1097                                 if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1098                                     || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1099                                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1100                                         unlock_page(hpage);
1101                                         return 0;
1102                                 }
1103                         }
1104                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1105                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1106                         action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE,
1107                                       res ? MF_IGNORED : MF_DELAYED);
1108                         unlock_page(hpage);
1109                         return res;
1110                 } else {
1111                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1112                         return -EBUSY;
1113                 }
1114         }
1115
1116         if (!PageHuge(p) && PageTransHuge(hpage)) {
1117                 lock_page(hpage);
1118                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1119                         unlock_page(hpage);
1120                         if (!PageAnon(hpage))
1121                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1122                                         pfn);
1123                         else
1124                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1125                                         pfn);
1126                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1127                                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1128                         put_hwpoison_page(p);
1129                         return -EBUSY;
1130                 }
1131                 unlock_page(hpage);
1132                 get_hwpoison_page(p);
1133                 put_hwpoison_page(hpage);
1134                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1135                 hpage = compound_head(p);
1136         }
1137
1138         /*
1139          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1140          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1141          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1142          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1143          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1144          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1145          */
1146         if (!PageHuge(p)) {
1147                 if (!PageLRU(p))
1148                         shake_page(p, 0);
1149                 if (!PageLRU(p)) {
1150                         /*
1151                          * shake_page could have turned it free.
1152                          */
1153                         if (is_free_buddy_page(p)) {
1154                                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1155                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1156                                 else
1157                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND,
1158                                                       MF_DELAYED);
1159                                 return 0;
1160                         }
1161                 }
1162         }
1163
1164         lock_page(hpage);
1165
1166         /*
1167          * The page could have changed compound pages during the locking.
1168          * If this happens just bail out.
1169          */
1170         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1171                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1172                 res = -EBUSY;
1173                 goto out;
1174         }
1175
1176         /*
1177          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1178          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1179          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1180          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1181          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1182          */
1183         page_flags = p->flags;
1184
1185         /*
1186          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1187          */
1188         if (!PageHWPoison(p)) {
1189                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1190                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1191                 unlock_page(hpage);
1192                 put_hwpoison_page(hpage);
1193                 return 0;
1194         }
1195         if (hwpoison_filter(p)) {
1196                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1197                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1198                 unlock_page(hpage);
1199                 put_hwpoison_page(hpage);
1200                 return 0;
1201         }
1202
1203         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1204                 goto identify_page_state;
1205
1206         /*
1207          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1208          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1209          */
1210         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1211                 action_result(pfn, MF_MSG_POISONED_HUGE, MF_IGNORED);
1212                 unlock_page(hpage);
1213                 put_hwpoison_page(hpage);
1214                 return 0;
1215         }
1216         /*
1217          * Set PG_hwpoison on all pages in an error hugepage,
1218          * because containment is done in hugepage unit for now.
1219          * Since we have done TestSetPageHWPoison() for the head page with
1220          * page lock held, we can safely set PG_hwpoison bits on tail pages.
1221          */
1222         if (PageHuge(p))
1223                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1224
1225         /*
1226          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1227          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1228          */
1229         wait_on_page_writeback(p);
1230
1231         /*
1232          * Now take care of user space mappings.
1233          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1234          *
1235          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1236          * page after thp split.
1237          */
1238         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)
1239             != SWAP_SUCCESS) {
1240                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1241                 res = -EBUSY;
1242                 goto out;
1243         }
1244
1245         /*
1246          * Torn down by someone else?
1247          */
1248         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1249                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1250                 res = -EBUSY;
1251                 goto out;
1252         }
1253
1254 identify_page_state:
1255         res = -EBUSY;
1256         /*
1257          * The first check uses the current page flags which may not have any
1258          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1259          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1260          */
1261         for (ps = error_states;; ps++)
1262                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1263                         break;
1264
1265         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1266
1267         if (!ps->mask)
1268                 for (ps = error_states;; ps++)
1269                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1270                                 break;
1271         res = page_action(ps, p, pfn);
1272 out:
1273         unlock_page(hpage);
1274         return res;
1275 }
1276 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1277
1278 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1279 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1280
1281 struct memory_failure_entry {
1282         unsigned long pfn;
1283         int trapno;
1284         int flags;
1285 };
1286
1287 struct memory_failure_cpu {
1288         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1289                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1290         spinlock_t lock;
1291         struct work_struct work;
1292 };
1293
1294 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1295
1296 /**
1297  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1298  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1299  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1300  * @flags: Flags for memory failure handling
1301  *
1302  * This function is called by the low level hardware error handler
1303  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1304  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1305  * processes etc.
1306  *
1307  * The function is primarily of use for corruptions that
1308  * happen outside the current execution context (e.g. when
1309  * detected by a background scrubber)
1310  *
1311  * Can run in IRQ context.
1312  */
1313 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1314 {
1315         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1316         unsigned long proc_flags;
1317         struct memory_failure_entry entry = {
1318                 .pfn =          pfn,
1319                 .trapno =       trapno,
1320                 .flags =        flags,
1321         };
1322
1323         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1324         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1325         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1326                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1327         else
1328                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1329                        pfn);
1330         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1331         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1332 }
1333 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1334
1335 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1336 {
1337         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1338         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1339         unsigned long proc_flags;
1340         int gotten;
1341
1342         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1343         for (;;) {
1344                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1345                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1346                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1347                 if (!gotten)
1348                         break;
1349                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1350                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1351                 else
1352                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1353         }
1354 }
1355
1356 static int __init memory_failure_init(void)
1357 {
1358         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1359         int cpu;
1360
1361         for_each_possible_cpu(cpu) {
1362                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1363                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1364                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1365                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1366         }
1367
1368         return 0;
1369 }
1370 core_initcall(memory_failure_init);
1371
1372 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1373 ({                                                      \
1374         if (__ratelimit(rs))                            \
1375                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1376 })
1377
1378 /**
1379  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1380  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1381  *
1382  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1383  * memory_failure() earlier.
1384  *
1385  * This is only done on the software-level, so it only works
1386  * for linux injected failures, not real hardware failures
1387  *
1388  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1389  */
1390 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1391 {
1392         struct page *page;
1393         struct page *p;
1394         int freeit = 0;
1395         unsigned int nr_pages;
1396         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1397                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1398
1399         if (!pfn_valid(pfn))
1400                 return -ENXIO;
1401
1402         p = pfn_to_page(pfn);
1403         page = compound_head(p);
1404
1405         if (!PageHWPoison(p)) {
1406                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1407                                  pfn, &unpoison_rs);
1408                 return 0;
1409         }
1410
1411         if (page_count(page) > 1) {
1412                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1413                                  pfn, &unpoison_rs);
1414                 return 0;
1415         }
1416
1417         if (page_mapped(page)) {
1418                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1419                                  pfn, &unpoison_rs);
1420                 return 0;
1421         }
1422
1423         if (page_mapping(page)) {
1424                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1425                                  pfn, &unpoison_rs);
1426                 return 0;
1427         }
1428
1429         /*
1430          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1431          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1432          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1433          */
1434         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1435                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1436                                  pfn, &unpoison_rs);
1437                 return 0;
1438         }
1439
1440         nr_pages = 1 << compound_order(page);
1441
1442         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1443                 /*
1444                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1445                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1446                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1447                  * to the end.
1448                  */
1449                 if (PageHuge(page)) {
1450                         unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n",
1451                                          pfn, &unpoison_rs);
1452                         return 0;
1453                 }
1454                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1455                         num_poisoned_pages_dec();
1456                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1457                                  pfn, &unpoison_rs);
1458                 return 0;
1459         }
1460
1461         lock_page(page);
1462         /*
1463          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1464          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1465          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1466          * the free buddy page pool.
1467          */
1468         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1469                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1470                                  pfn, &unpoison_rs);
1471                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1472                 freeit = 1;
1473                 if (PageHuge(page))
1474                         clear_page_hwpoison_huge_page(page);
1475         }
1476         unlock_page(page);
1477
1478         put_hwpoison_page(page);
1479         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1480                 put_hwpoison_page(page);
1481
1482         return 0;
1483 }
1484 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1485
1486 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1487 {
1488         int nid = page_to_nid(p);
1489         if (PageHuge(p))
1490                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1491                                                    nid);
1492         else
1493                 return __alloc_pages_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1494 }
1495
1496 /*
1497  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1498  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1499  * that is not free, and 1 for any other page type.
1500  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1501  */
1502 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1503 {
1504         int ret;
1505
1506         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1507                 return 1;
1508
1509         /*
1510          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1511          * from free hugepage list.
1512          */
1513         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1514                 if (PageHuge(p)) {
1515                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1516                         ret = 0;
1517                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1518                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1519                         ret = 0;
1520                 } else {
1521                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1522                                 __func__, pfn, p->flags);
1523                         ret = -EIO;
1524                 }
1525         } else {
1526                 /* Not a free page */
1527                 ret = 1;
1528         }
1529         return ret;
1530 }
1531
1532 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1533 {
1534         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1535
1536         if (ret == 1 && !PageHuge(page) && !PageLRU(page)) {
1537                 /*
1538                  * Try to free it.
1539                  */
1540                 put_hwpoison_page(page);
1541                 shake_page(page, 1);
1542
1543                 /*
1544                  * Did it turn free?
1545                  */
1546                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1547                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1548                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1549                         put_hwpoison_page(page);
1550                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1551                                 pfn, page->flags);
1552                         return -EIO;
1553                 }
1554         }
1555         return ret;
1556 }
1557
1558 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1559 {
1560         int ret;
1561         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1562         struct page *hpage = compound_head(page);
1563         LIST_HEAD(pagelist);
1564
1565         /*
1566          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1567          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1568          */
1569         lock_page(hpage);
1570         if (PageHWPoison(hpage)) {
1571                 unlock_page(hpage);
1572                 put_hwpoison_page(hpage);
1573                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1574                 return -EBUSY;
1575         }
1576         unlock_page(hpage);
1577
1578         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1579         /*
1580          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1581          * so need to drop one here.
1582          */
1583         put_hwpoison_page(hpage);
1584         if (!ret) {
1585                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1586                 return -EBUSY;
1587         }
1588
1589         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1590                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1591         if (ret) {
1592                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1593                         pfn, ret, page->flags);
1594                 /*
1595                  * We know that soft_offline_huge_page() tries to migrate
1596                  * only one hugepage pointed to by hpage, so we need not
1597                  * run through the pagelist here.
1598                  */
1599                 putback_active_hugepage(hpage);
1600                 if (ret > 0)
1601                         ret = -EIO;
1602         } else {
1603                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1604                 if (PageHuge(page)) {
1605                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1606                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1607                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1608                 } else {
1609                         SetPageHWPoison(page);
1610                         num_poisoned_pages_inc();
1611                 }
1612         }
1613         return ret;
1614 }
1615
1616 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1617 {
1618         int ret;
1619         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1620
1621         /*
1622          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1623          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1624          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1625          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1626          */
1627         lock_page(page);
1628         wait_on_page_writeback(page);
1629         if (PageHWPoison(page)) {
1630                 unlock_page(page);
1631                 put_hwpoison_page(page);
1632                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1633                 return -EBUSY;
1634         }
1635         /*
1636          * Try to invalidate first. This should work for
1637          * non dirty unmapped page cache pages.
1638          */
1639         ret = invalidate_inode_page(page);
1640         unlock_page(page);
1641         /*
1642          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1643          * would need to fix isolation locking first.
1644          */
1645         if (ret == 1) {
1646                 put_hwpoison_page(page);
1647                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1648                 SetPageHWPoison(page);
1649                 num_poisoned_pages_inc();
1650                 return 0;
1651         }
1652
1653         /*
1654          * Simple invalidation didn't work.
1655          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1656          * handles a large number of cases for us.
1657          */
1658         ret = isolate_lru_page(page);
1659         /*
1660          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1661          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1662          */
1663         put_hwpoison_page(page);
1664         if (!ret) {
1665                 LIST_HEAD(pagelist);
1666                 inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1667                                         page_is_file_cache(page));
1668                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1669                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1670                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1671                 if (ret) {
1672                         if (!list_empty(&pagelist)) {
1673                                 list_del(&page->lru);
1674                                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1675                                                 page_is_file_cache(page));
1676                                 putback_lru_page(page);
1677                         }
1678
1679                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1680                                 pfn, ret, page->flags);
1681                         if (ret > 0)
1682                                 ret = -EIO;
1683                 }
1684         } else {
1685                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1686                         pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1687         }
1688         return ret;
1689 }
1690
1691 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1692 {
1693         int ret;
1694         struct page *hpage = compound_head(page);
1695
1696         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1697                 lock_page(hpage);
1698                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1699                         unlock_page(hpage);
1700                         if (!PageAnon(hpage))
1701                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1702                         else
1703                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1704                         put_hwpoison_page(hpage);
1705                         return -EBUSY;
1706                 }
1707                 unlock_page(hpage);
1708                 get_hwpoison_page(page);
1709                 put_hwpoison_page(hpage);
1710         }
1711
1712         if (PageHuge(page))
1713                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1714         else
1715                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1716
1717         return ret;
1718 }
1719
1720 static void soft_offline_free_page(struct page *page)
1721 {
1722         if (PageHuge(page)) {
1723                 struct page *hpage = compound_head(page);
1724
1725                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1726                 if (!dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage))
1727                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1728         } else {
1729                 if (!TestSetPageHWPoison(page))
1730                         num_poisoned_pages_inc();
1731         }
1732 }
1733
1734 /**
1735  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1736  * @page: page to offline
1737  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1738  *
1739  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1740  *
1741  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1742  * without killing anything. This is for the case when
1743  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1744  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1745  * out.
1746  *
1747  * The actual policy on when to do that is maintained by
1748  * user space.
1749  *
1750  * This should never impact any application or cause data loss,
1751  * however it might take some time.
1752  *
1753  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1754  * ``good enough'' for the majority of memory.
1755  */
1756 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1757 {
1758         int ret;
1759         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1760
1761         if (PageHWPoison(page)) {
1762                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1763                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1764                         put_hwpoison_page(page);
1765                 return -EBUSY;
1766         }
1767
1768         get_online_mems();
1769         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1770         put_online_mems();
1771
1772         if (ret > 0)
1773                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1774         else if (ret == 0)
1775                 soft_offline_free_page(page);
1776
1777         return ret;
1778 }