Documentation/mm/hwpoison.rst

   1 ========
   2 hwpoison
   3 ========
   4
   5 What is hwpoison?
   6 =================
   7
   8 Upcoming Intel CPUs have support for recovering from some memory errors
   9 (``MCA recovery``). This requires the OS to declare a page "poisoned",
  10 kill the processes associated with it and avoid using it in the future.
  11
  12 This patchkit implements the necessary infrastructure in the VM.
  13
  14 To quote the overview comment::
  15
  16         High level machine check handler. Handles pages reported by the
  17         hardware as being corrupted usually due to a 2bit ECC memory or cache
  18         failure.
  19
  20         This focusses on pages detected as corrupted in the background.
  21         When the current CPU tries to consume corruption the currently
  22         running process can just be killed directly instead. This implies
  23         that if the error cannot be handled for some reason it's safe to
  24         just ignore it because no corruption has been consumed yet. Instead
  25         when that happens another machine check will happen.
  26
  27         Handles page cache pages in various states. The tricky part
  28         here is that we can access any page asynchronous to other VM
  29         users, because memory failures could happen anytime and anywhere,
  30         possibly violating some of their assumptions. This is why this code
  31         has to be extremely careful. Generally it tries to use normal locking
  32         rules, as in get the standard locks, even if that means the
  33         error handling takes potentially a long time.
  34
  35         Some of the operations here are somewhat inefficient and have non
  36         linear algorithmic complexity, because the data structures have not
  37         been optimized for this case. This is in particular the case
  38         for the mapping from a vma to a process. Since this case is expected
  39         to be rare we hope we can get away with this.
  40
  41 The code consists of a the high level handler in mm/memory-failure.c,
  42 a new page poison bit and various checks in the VM to handle poisoned
  43 pages.
  44
  45 The main target right now is KVM guests, but it works for all kinds
  46 of applications. KVM support requires a recent qemu-kvm release.
  47
  48 For the KVM use there was need for a new signal type so that
  49 KVM can inject the machine check into the guest with the proper
  50 address. This in theory allows other applications to handle
  51 memory failures too. The expection is that near all applications
  52 won't do that, but some very specialized ones might.
  53
  54 Failure recovery modes
  55 ======================
  56
  57 There are two (actually three) modes memory failure recovery can be in:
  58
  59 vm.memory_failure_recovery sysctl set to zero:
  60         All memory failures cause a panic. Do not attempt recovery.
  61
  62 early kill
  63         (can be controlled globally and per process)
  64         Send SIGBUS to the application as soon as the error is detected
  65         This allows applications who can process memory errors in a gentle
  66         way (e.g. drop affected object)
  67         This is the mode used by KVM qemu.
  68
  69 late kill
  70         Send SIGBUS when the application runs into the corrupted page.
  71         This is best for memory error unaware applications and default
  72         Note some pages are always handled as late kill.
  73
  74 User control
  75 ============
  76
  77 vm.memory_failure_recovery
  78         See sysctl.txt
  79
  80 vm.memory_failure_early_kill
  81         Enable early kill mode globally
  82
  83 PR_MCE_KILL
  84         Set early/late kill mode/revert to system default
  85
  86         arg1: PR_MCE_KILL_CLEAR:
  87                 Revert to system default
  88         arg1: PR_MCE_KILL_SET:
  89                 arg2 defines thread specific mode
  90
  91                 PR_MCE_KILL_EARLY:
  92                         Early kill
  93                 PR_MCE_KILL_LATE:
  94                         Late kill
  95                 PR_MCE_KILL_DEFAULT
  96                         Use system global default
  97
  98         Note that if you want to have a dedicated thread which handles
  99         the SIGBUS(BUS_MCEERR_AO) on behalf of the process, you should
 100         call prctl(PR_MCE_KILL_EARLY) on the designated thread. Otherwise,
 101         the SIGBUS is sent to the main thread.
 102
 103 PR_MCE_KILL_GET
 104         return current mode
 105
 106 Testing
 107 =======
 108
 109 * madvise(MADV_HWPOISON, ....) (as root) - Poison a page in the
 110   process for testing
 111
 112 * hwpoison-inject module through debugfs ``/sys/kernel/debug/hwpoison/``
 113
 114   corrupt-pfn
 115         Inject hwpoison fault at PFN echoed into this file. This does
 116         some early filtering to avoid corrupted unintended pages in test suites.
 117
 118   unpoison-pfn
 119         Software-unpoison page at PFN echoed into this file. This way
 120         a page can be reused again.  This only works for Linux
 121         injected failures, not for real memory failures. Once any hardware
 122         memory failure happens, this feature is disabled.
 123
 124   Note these injection interfaces are not stable and might change between
 125   kernel versions
 126
 127   corrupt-filter-dev-major, corrupt-filter-dev-minor
 128         Only handle memory failures to pages associated with the file
 129         system defined by block device major/minor.  -1U is the
 130         wildcard value.  This should be only used for testing with
 131         artificial injection.
 132
 133   corrupt-filter-memcg
 134         Limit injection to pages owned by memgroup. Specified by inode
 135         number of the memcg.
 136
 137         Example::
 138
 139                 mkdir /sys/fs/cgroup/mem/hwpoison
 140
 141                 usemem -m 100 -s 1000 &
 142                 echo `jobs -p` > /sys/fs/cgroup/mem/hwpoison/tasks
 143
 144                 memcg_ino=$(ls -id /sys/fs/cgroup/mem/hwpoison | cut -f1 -d' ')
 145                 echo $memcg_ino > /debug/hwpoison/corrupt-filter-memcg
 146
 147                 page-types -p `pidof init`   --hwpoison  # shall do nothing
 148                 page-types -p `pidof usemem` --hwpoison  # poison its pages
 149
 150   corrupt-filter-flags-mask, corrupt-filter-flags-value
 151         When specified, only poison pages if ((page_flags & mask) ==
 152         value).  This allows stress testing of many kinds of
 153         pages. The page_flags are the same as in /proc/kpageflags. The
 154         flag bits are defined in include/linux/kernel-page-flags.h and
 155         documented in Documentation/admin-guide/mm/pagemap.rst
 156
 157 * Architecture specific MCE injector
 158
 159   x86 has mce-inject, mce-test
 160
 161   Some portable hwpoison test programs in mce-test, see below.
 162
 163 References
 164 ==========
 165
 166 http://halobates.de/mce-lc09-2.pdf
 167         Overview presentation from LinuxCon 09
 168
 169 git://git.kernel.org/pub/scm/utils/cpu/mce/mce-test.git
 170         Test suite (hwpoison specific portable tests in tsrc)
 171
 172 git://git.kernel.org/pub/scm/utils/cpu/mce/mce-inject.git
 173         x86 specific injector
 174
 175
 176 Limitations
 177 ===========
 178 - Not all page types are supported and never will. Most kernel internal
 179   objects cannot be recovered, only LRU pages for now.
 180
 181 ---
 182 Andi Kleen, Oct 2009