192d0bbfc9ea58823b41f14e7a5a515932398eba
[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/signal.h>
44 #include <linux/sched/task.h>
45 #include <linux/ksm.h>
46 #include <linux/rmap.h>
47 #include <linux/export.h>
48 #include <linux/pagemap.h>
49 #include <linux/swap.h>
50 #include <linux/backing-dev.h>
51 #include <linux/migrate.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 <linux/page-isolation.h>
61 #include "internal.h"
62 #include "ras/ras_event.h"
63
64 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
65
66 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
67
68 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
69
70 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
71
72 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
73 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
74 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
75 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
76 u64 hwpoison_filter_flags_value;
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
80 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
81 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
82
83 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
84 {
85         struct address_space *mapping;
86         dev_t dev;
87
88         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
89             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
90                 return 0;
91
92         /*
93          * page_mapping() does not accept slab pages.
94          */
95         if (PageSlab(p))
96                 return -EINVAL;
97
98         mapping = page_mapping(p);
99         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
100                 return -EINVAL;
101
102         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
103         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
104             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
105                 return -EINVAL;
106         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
107             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
108                 return -EINVAL;
109
110         return 0;
111 }
112
113 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
114 {
115         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
116                 return 0;
117
118         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
119                                     hwpoison_filter_flags_value)
120                 return 0;
121         else
122                 return -EINVAL;
123 }
124
125 /*
126  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
127  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
128  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
129  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
130  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
131  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
132  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
133  * a freed page.
134  */
135 #ifdef CONFIG_MEMCG
136 u64 hwpoison_filter_memcg;
137 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
138 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
139 {
140         if (!hwpoison_filter_memcg)
141                 return 0;
142
143         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
144                 return -EINVAL;
145
146         return 0;
147 }
148 #else
149 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
150 #endif
151
152 int hwpoison_filter(struct page *p)
153 {
154         if (!hwpoison_filter_enable)
155                 return 0;
156
157         if (hwpoison_filter_dev(p))
158                 return -EINVAL;
159
160         if (hwpoison_filter_flags(p))
161                 return -EINVAL;
162
163         if (hwpoison_filter_task(p))
164                 return -EINVAL;
165
166         return 0;
167 }
168 #else
169 int hwpoison_filter(struct page *p)
170 {
171         return 0;
172 }
173 #endif
174
175 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
176
177 /*
178  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
179  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
180  * ``action required'' if error happened in current execution context
181  */
182 static int kill_proc(struct task_struct *t, unsigned long addr,
183                         unsigned long pfn, struct page *page, int flags)
184 {
185         short addr_lsb;
186         int ret;
187
188         pr_err("Memory failure: %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
189                 pfn, t->comm, t->pid);
190         addr_lsb = compound_order(compound_head(page)) + PAGE_SHIFT;
191
192         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
193                 ret = force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)addr,
194                                        addr_lsb, current);
195         } else {
196                 /*
197                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
198                  * can be temporarily blocked.
199                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
200                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
201                  */
202                 ret = send_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AO, (void __user *)addr,
203                                       addr_lsb, t);  /* synchronous? */
204         }
205         if (ret < 0)
206                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
207                         t->comm, t->pid, ret);
208         return ret;
209 }
210
211 /*
212  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
213  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
214  */
215 void shake_page(struct page *p, int access)
216 {
217         if (PageHuge(p))
218                 return;
219
220         if (!PageSlab(p)) {
221                 lru_add_drain_all();
222                 if (PageLRU(p))
223                         return;
224                 drain_all_pages(page_zone(p));
225                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
226                         return;
227         }
228
229         /*
230          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
231          * other caches) if access is not potentially fatal.
232          */
233         if (access)
234                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
235 }
236 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
237
238 /*
239  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
240  * the page.
241  *
242  * General strategy:
243  * Find all processes having the page mapped and kill them.
244  * But we keep a page reference around so that the page is not
245  * actually freed yet.
246  * Then stash the page away
247  *
248  * There's no convenient way to get back to mapped processes
249  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
250  * running processes.
251  *
252  * Remember that machine checks are not common (or rather
253  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
254  * be a performance issue.
255  *
256  * Also there are some races possible while we get from the
257  * error detection to actually handle it.
258  */
259
260 struct to_kill {
261         struct list_head nd;
262         struct task_struct *tsk;
263         unsigned long addr;
264         char addr_valid;
265 };
266
267 /*
268  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
269  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
270  */
271
272 /*
273  * Schedule a process for later kill.
274  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
275  * TBD would GFP_NOIO be enough?
276  */
277 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
278                        struct vm_area_struct *vma,
279                        struct list_head *to_kill,
280                        struct to_kill **tkc)
281 {
282         struct to_kill *tk;
283
284         if (*tkc) {
285                 tk = *tkc;
286                 *tkc = NULL;
287         } else {
288                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
289                 if (!tk) {
290                         pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
291                         return;
292                 }
293         }
294         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
295         tk->addr_valid = 1;
296
297         /*
298          * In theory we don't have to kill when the page was
299          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
300          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
301          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
302          */
303         if (tk->addr == -EFAULT) {
304                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
305                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
306                 tk->addr_valid = 0;
307         }
308         get_task_struct(tsk);
309         tk->tsk = tsk;
310         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
311 }
312
313 /*
314  * Kill the processes that have been collected earlier.
315  *
316  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
317  * (this is used for clean pages which do not need killing)
318  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
319  * wrong earlier.
320  */
321 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill,
322                           bool fail, struct page *page, unsigned long pfn,
323                           int flags)
324 {
325         struct to_kill *tk, *next;
326
327         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
328                 if (forcekill) {
329                         /*
330                          * In case something went wrong with munmapping
331                          * make sure the process doesn't catch the
332                          * signal and then access the memory. Just kill it.
333                          */
334                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
335                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
336                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
337                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
338                         }
339
340                         /*
341                          * In theory the process could have mapped
342                          * something else on the address in-between. We could
343                          * check for that, but we need to tell the
344                          * process anyways.
345                          */
346                         else if (kill_proc(tk->tsk, tk->addr,
347                                               pfn, page, flags) < 0)
348                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
349                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
350                 }
351                 put_task_struct(tk->tsk);
352                 kfree(tk);
353         }
354 }
355
356 /*
357  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
358  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
359  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
360  *
361  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
362  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
363  */
364 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
365 {
366         struct task_struct *t;
367
368         for_each_thread(tsk, t)
369                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
370                         return t;
371         return NULL;
372 }
373
374 /*
375  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
376  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
377  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
378  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
379  */
380 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
381                                            int force_early)
382 {
383         struct task_struct *t;
384         if (!tsk->mm)
385                 return NULL;
386         if (force_early)
387                 return tsk;
388         t = find_early_kill_thread(tsk);
389         if (t)
390                 return t;
391         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
392                 return tsk;
393         return NULL;
394 }
395
396 /*
397  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
398  */
399 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
400                               struct to_kill **tkc, int force_early)
401 {
402         struct vm_area_struct *vma;
403         struct task_struct *tsk;
404         struct anon_vma *av;
405         pgoff_t pgoff;
406
407         av = page_lock_anon_vma_read(page);
408         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
409                 return;
410
411         pgoff = page_to_pgoff(page);
412         read_lock(&tasklist_lock);
413         for_each_process (tsk) {
414                 struct anon_vma_chain *vmac;
415                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
416
417                 if (!t)
418                         continue;
419                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
420                                                pgoff, pgoff) {
421                         vma = vmac->vma;
422                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
423                                 continue;
424                         if (vma->vm_mm == t->mm)
425                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
426                 }
427         }
428         read_unlock(&tasklist_lock);
429         page_unlock_anon_vma_read(av);
430 }
431
432 /*
433  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
434  */
435 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
436                               struct to_kill **tkc, int force_early)
437 {
438         struct vm_area_struct *vma;
439         struct task_struct *tsk;
440         struct address_space *mapping = page->mapping;
441
442         i_mmap_lock_read(mapping);
443         read_lock(&tasklist_lock);
444         for_each_process(tsk) {
445                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
446                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
447
448                 if (!t)
449                         continue;
450                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
451                                       pgoff) {
452                         /*
453                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
454                          * the page but the corrupted page is not necessarily
455                          * mapped it in its pte.
456                          * Assume applications who requested early kill want
457                          * to be informed of all such data corruptions.
458                          */
459                         if (vma->vm_mm == t->mm)
460                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
461                 }
462         }
463         read_unlock(&tasklist_lock);
464         i_mmap_unlock_read(mapping);
465 }
466
467 /*
468  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
469  * This is done in two steps for locking reasons.
470  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
471  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
472  */
473 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
474                                 int force_early)
475 {
476         struct to_kill *tk;
477
478         if (!page->mapping)
479                 return;
480
481         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
482         if (!tk)
483                 return;
484         if (PageAnon(page))
485                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
486         else
487                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
488         kfree(tk);
489 }
490
491 static const char *action_name[] = {
492         [MF_IGNORED] = "Ignored",
493         [MF_FAILED] = "Failed",
494         [MF_DELAYED] = "Delayed",
495         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
496 };
497
498 static const char * const action_page_types[] = {
499         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
500         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
501         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
502         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
503         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
504         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
505         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
506         [MF_MSG_NON_PMD_HUGE]           = "non-pmd-sized huge page",
507         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
508         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
509         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
510         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
511         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
512         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
513         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
514         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
515         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
516         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
517         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
518         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
519         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
520 };
521
522 /*
523  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
524  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
525  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
526  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
527  */
528 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
529 {
530         if (!isolate_lru_page(p)) {
531                 /*
532                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
533                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
534                  */
535                 ClearPageActive(p);
536                 ClearPageUnevictable(p);
537
538                 /*
539                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
540                  * to uncharge it manually from its memcg.
541                  */
542                 mem_cgroup_uncharge(p);
543
544                 /*
545                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
546                  */
547                 put_page(p);
548                 return 0;
549         }
550         return -EIO;
551 }
552
553 static int truncate_error_page(struct page *p, unsigned long pfn,
554                                 struct address_space *mapping)
555 {
556         int ret = MF_FAILED;
557
558         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
559                 int err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
560
561                 if (err != 0) {
562                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
563                                 pfn, err);
564                 } else if (page_has_private(p) &&
565                            !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
566                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
567                                 pfn);
568                 } else {
569                         ret = MF_RECOVERED;
570                 }
571         } else {
572                 /*
573                  * If the file system doesn't support it just invalidate
574                  * This fails on dirty or anything with private pages
575                  */
576                 if (invalidate_inode_page(p))
577                         ret = MF_RECOVERED;
578                 else
579                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
580                                 pfn);
581         }
582
583         return ret;
584 }
585
586 /*
587  * Error hit kernel page.
588  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
589  * could be more sophisticated.
590  */
591 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
592 {
593         return MF_IGNORED;
594 }
595
596 /*
597  * Page in unknown state. Do nothing.
598  */
599 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
600 {
601         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
602         return MF_FAILED;
603 }
604
605 /*
606  * Clean (or cleaned) page cache page.
607  */
608 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
609 {
610         struct address_space *mapping;
611
612         delete_from_lru_cache(p);
613
614         /*
615          * For anonymous pages we're done the only reference left
616          * should be the one m_f() holds.
617          */
618         if (PageAnon(p))
619                 return MF_RECOVERED;
620
621         /*
622          * Now truncate the page in the page cache. This is really
623          * more like a "temporary hole punch"
624          * Don't do this for block devices when someone else
625          * has a reference, because it could be file system metadata
626          * and that's not safe to truncate.
627          */
628         mapping = page_mapping(p);
629         if (!mapping) {
630                 /*
631                  * Page has been teared down in the meanwhile
632                  */
633                 return MF_FAILED;
634         }
635
636         /*
637          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
638          *
639          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
640          */
641         return truncate_error_page(p, pfn, mapping);
642 }
643
644 /*
645  * Dirty pagecache page
646  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
647  * propagated.
648  */
649 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
650 {
651         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
652
653         SetPageError(p);
654         /* TBD: print more information about the file. */
655         if (mapping) {
656                 /*
657                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
658                  * who check the mapping.
659                  * This way the application knows that something went
660                  * wrong with its dirty file data.
661                  *
662                  * There's one open issue:
663                  *
664                  * The EIO will be only reported on the next IO
665                  * operation and then cleared through the IO map.
666                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
667                  * first through the AS_EIO flag in the address space
668                  * and then through the PageError flag in the page.
669                  * Since we drop pages on memory failure handling the
670                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
671                  *
672                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
673                  * the first operation that returns an error, while
674                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
675                  * when the page is reread or dropped.  If an
676                  * application assumes it will always get error on
677                  * fsync, but does other operations on the fd before
678                  * and the page is dropped between then the error
679                  * will not be properly reported.
680                  *
681                  * This can already happen even without hwpoisoned
682                  * pages: first on metadata IO errors (which only
683                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
684                  * at the wrong time.
685                  *
686                  * So right now we assume that the application DTRT on
687                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
688                  * of the kernel.
689                  */
690                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
691         }
692
693         return me_pagecache_clean(p, pfn);
694 }
695
696 /*
697  * Clean and dirty swap cache.
698  *
699  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
700  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
701  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
702  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
703  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
704  * and then
705  *      - clear dirty bit to prevent IO
706  *      - remove from LRU
707  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
708  *        a later page fault, we know the application is accessing
709  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
710  *        interception code in do_swap_page to catch it).
711  *
712  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
713  * bring in the known good data from disk.
714  */
715 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
716 {
717         ClearPageDirty(p);
718         /* Trigger EIO in shmem: */
719         ClearPageUptodate(p);
720
721         if (!delete_from_lru_cache(p))
722                 return MF_DELAYED;
723         else
724                 return MF_FAILED;
725 }
726
727 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
728 {
729         delete_from_swap_cache(p);
730
731         if (!delete_from_lru_cache(p))
732                 return MF_RECOVERED;
733         else
734                 return MF_FAILED;
735 }
736
737 /*
738  * Huge pages. Needs work.
739  * Issues:
740  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
741  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
742  */
743 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
744 {
745         int res = 0;
746         struct page *hpage = compound_head(p);
747         struct address_space *mapping;
748
749         if (!PageHuge(hpage))
750                 return MF_DELAYED;
751
752         mapping = page_mapping(hpage);
753         if (mapping) {
754                 res = truncate_error_page(hpage, pfn, mapping);
755         } else {
756                 unlock_page(hpage);
757                 /*
758                  * migration entry prevents later access on error anonymous
759                  * hugepage, so we can free and dissolve it into buddy to
760                  * save healthy subpages.
761                  */
762                 if (PageAnon(hpage))
763                         put_page(hpage);
764                 dissolve_free_huge_page(p);
765                 res = MF_RECOVERED;
766                 lock_page(hpage);
767         }
768
769         return res;
770 }
771
772 /*
773  * Various page states we can handle.
774  *
775  * A page state is defined by its current page->flags bits.
776  * The table matches them in order and calls the right handler.
777  *
778  * This is quite tricky because we can access page at any time
779  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
780  *
781  * This is not complete. More states could be added.
782  * For any missing state don't attempt recovery.
783  */
784
785 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
786 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
787 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
788 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
789 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
790 #define lru             (1UL << PG_lru)
791 #define head            (1UL << PG_head)
792 #define slab            (1UL << PG_slab)
793 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
794
795 static struct page_state {
796         unsigned long mask;
797         unsigned long res;
798         enum mf_action_page_type type;
799         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
800 } error_states[] = {
801         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
802         /*
803          * free pages are specially detected outside this table:
804          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
805          */
806
807         /*
808          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
809          * currently unused objects without touching them. But just
810          * treat it as standard kernel for now.
811          */
812         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
813
814         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
815
816         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
817         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
818
819         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
820         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
821
822         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
823         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
824
825         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
826         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
827
828         /*
829          * Catchall entry: must be at end.
830          */
831         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
832 };
833
834 #undef dirty
835 #undef sc
836 #undef unevict
837 #undef mlock
838 #undef writeback
839 #undef lru
840 #undef head
841 #undef slab
842 #undef reserved
843
844 /*
845  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
846  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
847  */
848 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
849                           enum mf_result result)
850 {
851         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
852
853         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
854                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
855 }
856
857 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
858                         unsigned long pfn)
859 {
860         int result;
861         int count;
862
863         result = ps->action(p, pfn);
864
865         count = page_count(p) - 1;
866         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
867                 count--;
868         if (count > 0) {
869                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
870                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
871                 result = MF_FAILED;
872         }
873         action_result(pfn, ps->type, result);
874
875         /* Could do more checks here if page looks ok */
876         /*
877          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
878          */
879
880         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
881 }
882
883 /**
884  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
885  * @page:       raw error page (hit by memory error)
886  *
887  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
888  * non-zero value.)
889  */
890 int get_hwpoison_page(struct page *page)
891 {
892         struct page *head = compound_head(page);
893
894         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
895                 /*
896                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
897                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
898                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
899                  * tries to touch the "partially handled" page.
900                  */
901                 if (!PageAnon(head)) {
902                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
903                                 page_to_pfn(page));
904                         return 0;
905                 }
906         }
907
908         if (get_page_unless_zero(head)) {
909                 if (head == compound_head(page))
910                         return 1;
911
912                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
913                         page_to_pfn(page));
914                 put_page(head);
915         }
916
917         return 0;
918 }
919 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
920
921 /*
922  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
923  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
924  */
925 static bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
926                                   int flags, struct page **hpagep)
927 {
928         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
929         struct address_space *mapping;
930         LIST_HEAD(tokill);
931         bool unmap_success;
932         int kill = 1, forcekill;
933         struct page *hpage = *hpagep;
934         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
935
936         /*
937          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
938          * other types of pages.
939          */
940         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
941                 return true;
942         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
943                 return true;
944
945         /*
946          * This check implies we don't kill processes if their pages
947          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
948          */
949         if (!page_mapped(hpage))
950                 return true;
951
952         if (PageKsm(p)) {
953                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
954                 return false;
955         }
956
957         if (PageSwapCache(p)) {
958                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
959                         pfn);
960                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
961         }
962
963         /*
964          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
965          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
966          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
967          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
968          */
969         mapping = page_mapping(hpage);
970         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
971             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
972                 if (page_mkclean(hpage)) {
973                         SetPageDirty(hpage);
974                 } else {
975                         kill = 0;
976                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
977                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
978                                 pfn);
979                 }
980         }
981
982         /*
983          * First collect all the processes that have the page
984          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
985          * because ttu takes the rmap data structures down.
986          *
987          * Error handling: We ignore errors here because
988          * there's nothing that can be done.
989          */
990         if (kill)
991                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
992
993         unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
994         if (!unmap_success)
995                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
996                        pfn, page_mapcount(hpage));
997
998         /*
999          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
1000          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
1001          */
1002         if (mlocked)
1003                 shake_page(hpage, 0);
1004
1005         /*
1006          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1007          * struct page and all unmaps done we can decide if
1008          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1009          * was dirty or the process is not restartable,
1010          * otherwise the tokill list is merely
1011          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1012          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1013          * any accesses to the poisoned memory.
1014          */
1015         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1016         kill_procs(&tokill, forcekill, !unmap_success, p, pfn, flags);
1017
1018         return unmap_success;
1019 }
1020
1021 static int identify_page_state(unsigned long pfn, struct page *p,
1022                                 unsigned long page_flags)
1023 {
1024         struct page_state *ps;
1025
1026         /*
1027          * The first check uses the current page flags which may not have any
1028          * relevant information. The second check with the saved page flags is
1029          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1030          */
1031         for (ps = error_states;; ps++)
1032                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1033                         break;
1034
1035         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1036
1037         if (!ps->mask)
1038                 for (ps = error_states;; ps++)
1039                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1040                                 break;
1041         return page_action(ps, p, pfn);
1042 }
1043
1044 static int memory_failure_hugetlb(unsigned long pfn, int flags)
1045 {
1046         struct page *p = pfn_to_page(pfn);
1047         struct page *head = compound_head(p);
1048         int res;
1049         unsigned long page_flags;
1050
1051         if (TestSetPageHWPoison(head)) {
1052                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1053                        pfn);
1054                 return 0;
1055         }
1056
1057         num_poisoned_pages_inc();
1058
1059         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1060                 /*
1061                  * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1062                  */
1063                 lock_page(head);
1064                 if (PageHWPoison(head)) {
1065                         if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1066                             || (p != head && TestSetPageHWPoison(head))) {
1067                                 num_poisoned_pages_dec();
1068                                 unlock_page(head);
1069                                 return 0;
1070                         }
1071                 }
1072                 unlock_page(head);
1073                 dissolve_free_huge_page(p);
1074                 action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE, MF_DELAYED);
1075                 return 0;
1076         }
1077
1078         lock_page(head);
1079         page_flags = head->flags;
1080
1081         if (!PageHWPoison(head)) {
1082                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1083                 num_poisoned_pages_dec();
1084                 unlock_page(head);
1085                 put_hwpoison_page(head);
1086                 return 0;
1087         }
1088
1089         /*
1090          * TODO: hwpoison for pud-sized hugetlb doesn't work right now, so
1091          * simply disable it. In order to make it work properly, we need
1092          * make sure that:
1093          *  - conversion of a pud that maps an error hugetlb into hwpoison
1094          *    entry properly works, and
1095          *  - other mm code walking over page table is aware of pud-aligned
1096          *    hwpoison entries.
1097          */
1098         if (huge_page_size(page_hstate(head)) > PMD_SIZE) {
1099                 action_result(pfn, MF_MSG_NON_PMD_HUGE, MF_IGNORED);
1100                 res = -EBUSY;
1101                 goto out;
1102         }
1103
1104         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &head)) {
1105                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1106                 res = -EBUSY;
1107                 goto out;
1108         }
1109
1110         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1111 out:
1112         unlock_page(head);
1113         return res;
1114 }
1115
1116 /**
1117  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1118  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1119  * @flags: fine tune action taken
1120  *
1121  * This function is called by the low level machine check code
1122  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1123  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1124  * dropping pages, killing processes etc.
1125  *
1126  * The function is primarily of use for corruptions that
1127  * happen outside the current execution context (e.g. when
1128  * detected by a background scrubber)
1129  *
1130  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1131  * enabled and no spinlocks hold.
1132  */
1133 int memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
1134 {
1135         struct page *p;
1136         struct page *hpage;
1137         struct page *orig_head;
1138         int res;
1139         unsigned long page_flags;
1140
1141         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1142                 panic("Memory failure on page %lx", pfn);
1143
1144         if (!pfn_valid(pfn)) {
1145                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1146                         pfn);
1147                 return -ENXIO;
1148         }
1149
1150         p = pfn_to_page(pfn);
1151         if (PageHuge(p))
1152                 return memory_failure_hugetlb(pfn, flags);
1153         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1154                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1155                         pfn);
1156                 return 0;
1157         }
1158
1159         orig_head = hpage = compound_head(p);
1160         num_poisoned_pages_inc();
1161
1162         /*
1163          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1164          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1165          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1166          * 2) it's part of a non-compound high order page.
1167          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1168          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1169          *    used and will be freed some time later.
1170          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1171          * that may make page_ref_freeze()/page_ref_unfreeze() mismatch.
1172          */
1173         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1174                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1175                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1176                         return 0;
1177                 } else {
1178                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1179                         return -EBUSY;
1180                 }
1181         }
1182
1183         if (PageTransHuge(hpage)) {
1184                 lock_page(p);
1185                 if (!PageAnon(p) || unlikely(split_huge_page(p))) {
1186                         unlock_page(p);
1187                         if (!PageAnon(p))
1188                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1189                                         pfn);
1190                         else
1191                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1192                                         pfn);
1193                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1194                                 num_poisoned_pages_dec();
1195                         put_hwpoison_page(p);
1196                         return -EBUSY;
1197                 }
1198                 unlock_page(p);
1199                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1200                 hpage = compound_head(p);
1201         }
1202
1203         /*
1204          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1205          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1206          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1207          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1208          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1209          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1210          */
1211         shake_page(p, 0);
1212         /* shake_page could have turned it free. */
1213         if (!PageLRU(p) && is_free_buddy_page(p)) {
1214                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1215                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1216                 else
1217                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND, MF_DELAYED);
1218                 return 0;
1219         }
1220
1221         lock_page(p);
1222
1223         /*
1224          * The page could have changed compound pages during the locking.
1225          * If this happens just bail out.
1226          */
1227         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1228                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1229                 res = -EBUSY;
1230                 goto out;
1231         }
1232
1233         /*
1234          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1235          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1236          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1237          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1238          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1239          */
1240         if (PageHuge(p))
1241                 page_flags = hpage->flags;
1242         else
1243                 page_flags = p->flags;
1244
1245         /*
1246          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1247          */
1248         if (!PageHWPoison(p)) {
1249                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1250                 num_poisoned_pages_dec();
1251                 unlock_page(p);
1252                 put_hwpoison_page(p);
1253                 return 0;
1254         }
1255         if (hwpoison_filter(p)) {
1256                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1257                         num_poisoned_pages_dec();
1258                 unlock_page(p);
1259                 put_hwpoison_page(p);
1260                 return 0;
1261         }
1262
1263         if (!PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1264                 goto identify_page_state;
1265
1266         /*
1267          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1268          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1269          */
1270         wait_on_page_writeback(p);
1271
1272         /*
1273          * Now take care of user space mappings.
1274          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1275          *
1276          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1277          * page after thp split.
1278          */
1279         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &hpage)) {
1280                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1281                 res = -EBUSY;
1282                 goto out;
1283         }
1284
1285         /*
1286          * Torn down by someone else?
1287          */
1288         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1289                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1290                 res = -EBUSY;
1291                 goto out;
1292         }
1293
1294 identify_page_state:
1295         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1296 out:
1297         unlock_page(p);
1298         return res;
1299 }
1300 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1301
1302 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1303 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1304
1305 struct memory_failure_entry {
1306         unsigned long pfn;
1307         int flags;
1308 };
1309
1310 struct memory_failure_cpu {
1311         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1312                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1313         spinlock_t lock;
1314         struct work_struct work;
1315 };
1316
1317 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1318
1319 /**
1320  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1321  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1322  * @flags: Flags for memory failure handling
1323  *
1324  * This function is called by the low level hardware error handler
1325  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1326  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1327  * processes etc.
1328  *
1329  * The function is primarily of use for corruptions that
1330  * happen outside the current execution context (e.g. when
1331  * detected by a background scrubber)
1332  *
1333  * Can run in IRQ context.
1334  */
1335 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
1336 {
1337         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1338         unsigned long proc_flags;
1339         struct memory_failure_entry entry = {
1340                 .pfn =          pfn,
1341                 .flags =        flags,
1342         };
1343
1344         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1345         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1346         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1347                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1348         else
1349                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1350                        pfn);
1351         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1352         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1353 }
1354 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1355
1356 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1357 {
1358         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1359         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1360         unsigned long proc_flags;
1361         int gotten;
1362
1363         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1364         for (;;) {
1365                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1366                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1367                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1368                 if (!gotten)
1369                         break;
1370                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1371                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1372                 else
1373                         memory_failure(entry.pfn, entry.flags);
1374         }
1375 }
1376
1377 static int __init memory_failure_init(void)
1378 {
1379         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1380         int cpu;
1381
1382         for_each_possible_cpu(cpu) {
1383                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1384                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1385                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1386                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1387         }
1388
1389         return 0;
1390 }
1391 core_initcall(memory_failure_init);
1392
1393 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1394 ({                                                      \
1395         if (__ratelimit(rs))                            \
1396                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1397 })
1398
1399 /**
1400  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1401  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1402  *
1403  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1404  * memory_failure() earlier.
1405  *
1406  * This is only done on the software-level, so it only works
1407  * for linux injected failures, not real hardware failures
1408  *
1409  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1410  */
1411 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1412 {
1413         struct page *page;
1414         struct page *p;
1415         int freeit = 0;
1416         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1417                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1418
1419         if (!pfn_valid(pfn))
1420                 return -ENXIO;
1421
1422         p = pfn_to_page(pfn);
1423         page = compound_head(p);
1424
1425         if (!PageHWPoison(p)) {
1426                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1427                                  pfn, &unpoison_rs);
1428                 return 0;
1429         }
1430
1431         if (page_count(page) > 1) {
1432                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1433                                  pfn, &unpoison_rs);
1434                 return 0;
1435         }
1436
1437         if (page_mapped(page)) {
1438                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1439                                  pfn, &unpoison_rs);
1440                 return 0;
1441         }
1442
1443         if (page_mapping(page)) {
1444                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1445                                  pfn, &unpoison_rs);
1446                 return 0;
1447         }
1448
1449         /*
1450          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1451          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1452          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1453          */
1454         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1455                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1456                                  pfn, &unpoison_rs);
1457                 return 0;
1458         }
1459
1460         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1461                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1462                         num_poisoned_pages_dec();
1463                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1464                                  pfn, &unpoison_rs);
1465                 return 0;
1466         }
1467
1468         lock_page(page);
1469         /*
1470          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1471          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1472          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1473          * the free buddy page pool.
1474          */
1475         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1476                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1477                                  pfn, &unpoison_rs);
1478                 num_poisoned_pages_dec();
1479                 freeit = 1;
1480         }
1481         unlock_page(page);
1482
1483         put_hwpoison_page(page);
1484         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1485                 put_hwpoison_page(page);
1486
1487         return 0;
1488 }
1489 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1490
1491 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private)
1492 {
1493         int nid = page_to_nid(p);
1494
1495         return new_page_nodemask(p, nid, &node_states[N_MEMORY]);
1496 }
1497
1498 /*
1499  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1500  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1501  * that is not free, and 1 for any other page type.
1502  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1503  */
1504 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1505 {
1506         int ret;
1507
1508         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1509                 return 1;
1510
1511         /*
1512          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1513          * from free hugepage list.
1514          */
1515         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1516                 if (PageHuge(p)) {
1517                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1518                         ret = 0;
1519                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1520                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1521                         ret = 0;
1522                 } else {
1523                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1524                                 __func__, pfn, p->flags);
1525                         ret = -EIO;
1526                 }
1527         } else {
1528                 /* Not a free page */
1529                 ret = 1;
1530         }
1531         return ret;
1532 }
1533
1534 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1535 {
1536         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1537
1538         if (ret == 1 && !PageHuge(page) &&
1539             !PageLRU(page) && !__PageMovable(page)) {
1540                 /*
1541                  * Try to free it.
1542                  */
1543                 put_hwpoison_page(page);
1544                 shake_page(page, 1);
1545
1546                 /*
1547                  * Did it turn free?
1548                  */
1549                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1550                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1551                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1552                         put_hwpoison_page(page);
1553                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx (%pGp)\n",
1554                                 pfn, page->flags, &page->flags);
1555                         return -EIO;
1556                 }
1557         }
1558         return ret;
1559 }
1560
1561 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1562 {
1563         int ret;
1564         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1565         struct page *hpage = compound_head(page);
1566         LIST_HEAD(pagelist);
1567
1568         /*
1569          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1570          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1571          */
1572         lock_page(hpage);
1573         if (PageHWPoison(hpage)) {
1574                 unlock_page(hpage);
1575                 put_hwpoison_page(hpage);
1576                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1577                 return -EBUSY;
1578         }
1579         unlock_page(hpage);
1580
1581         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1582         /*
1583          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1584          * so need to drop one here.
1585          */
1586         put_hwpoison_page(hpage);
1587         if (!ret) {
1588                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1589                 return -EBUSY;
1590         }
1591
1592         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1593                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1594         if (ret) {
1595                 pr_info("soft offline: %#lx: hugepage migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1596                         pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1597                 if (!list_empty(&pagelist))
1598                         putback_movable_pages(&pagelist);
1599                 if (ret > 0)
1600                         ret = -EIO;
1601         } else {
1602                 /*
1603                  * We set PG_hwpoison only when the migration source hugepage
1604                  * was successfully dissolved, because otherwise hwpoisoned
1605                  * hugepage remains on free hugepage list, then userspace will
1606                  * find it as SIGBUS by allocation failure. That's not expected
1607                  * in soft-offlining.
1608                  */
1609                 ret = dissolve_free_huge_page(page);
1610                 if (!ret) {
1611                         if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1612                                 num_poisoned_pages_inc();
1613                 }
1614         }
1615         return ret;
1616 }
1617
1618 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1619 {
1620         int ret;
1621         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1622
1623         /*
1624          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1625          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1626          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1627          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1628          */
1629         lock_page(page);
1630         wait_on_page_writeback(page);
1631         if (PageHWPoison(page)) {
1632                 unlock_page(page);
1633                 put_hwpoison_page(page);
1634                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1635                 return -EBUSY;
1636         }
1637         /*
1638          * Try to invalidate first. This should work for
1639          * non dirty unmapped page cache pages.
1640          */
1641         ret = invalidate_inode_page(page);
1642         unlock_page(page);
1643         /*
1644          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1645          * would need to fix isolation locking first.
1646          */
1647         if (ret == 1) {
1648                 put_hwpoison_page(page);
1649                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1650                 SetPageHWPoison(page);
1651                 num_poisoned_pages_inc();
1652                 return 0;
1653         }
1654
1655         /*
1656          * Simple invalidation didn't work.
1657          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1658          * handles a large number of cases for us.
1659          */
1660         if (PageLRU(page))
1661                 ret = isolate_lru_page(page);
1662         else
1663                 ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1664         /*
1665          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1666          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1667          */
1668         put_hwpoison_page(page);
1669         if (!ret) {
1670                 LIST_HEAD(pagelist);
1671                 /*
1672                  * After isolated lru page, the PageLRU will be cleared,
1673                  * so use !__PageMovable instead for LRU page's mapping
1674                  * cannot have PAGE_MAPPING_MOVABLE.
1675                  */
1676                 if (!__PageMovable(page))
1677                         inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1678                                                 page_is_file_cache(page));
1679                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1680                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1681                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1682                 if (ret) {
1683                         if (!list_empty(&pagelist))
1684                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1685
1686                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1687                                 pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1688                         if (ret > 0)
1689                                 ret = -EIO;
1690                 }
1691         } else {
1692                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx (%pGp)\n",
1693                         pfn, ret, page_count(page), page->flags, &page->flags);
1694         }
1695         return ret;
1696 }
1697
1698 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1699 {
1700         int ret;
1701         int mt;
1702         struct page *hpage = compound_head(page);
1703
1704         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1705                 lock_page(hpage);
1706                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1707                         unlock_page(hpage);
1708                         if (!PageAnon(hpage))
1709                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1710                         else
1711                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1712                         put_hwpoison_page(hpage);
1713                         return -EBUSY;
1714                 }
1715                 unlock_page(hpage);
1716                 get_hwpoison_page(page);
1717                 put_hwpoison_page(hpage);
1718         }
1719
1720         /*
1721          * Setting MIGRATE_ISOLATE here ensures that the page will be linked
1722          * to free list immediately (not via pcplist) when released after
1723          * successful page migration. Otherwise we can't guarantee that the
1724          * page is really free after put_page() returns, so
1725          * set_hwpoison_free_buddy_page() highly likely fails.
1726          */
1727         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1728         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
1729         if (PageHuge(page))
1730                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1731         else
1732                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1733         set_pageblock_migratetype(page, mt);
1734         return ret;
1735 }
1736
1737 static int soft_offline_free_page(struct page *page)
1738 {
1739         int rc = 0;
1740         struct page *head = compound_head(page);
1741
1742         if (PageHuge(head))
1743                 rc = dissolve_free_huge_page(page);
1744         if (!rc) {
1745                 if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1746                         num_poisoned_pages_inc();
1747                 else
1748                         rc = -EBUSY;
1749         }
1750         return rc;
1751 }
1752
1753 /**
1754  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1755  * @page: page to offline
1756  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1757  *
1758  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1759  *
1760  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1761  * without killing anything. This is for the case when
1762  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1763  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1764  * out.
1765  *
1766  * The actual policy on when to do that is maintained by
1767  * user space.
1768  *
1769  * This should never impact any application or cause data loss,
1770  * however it might take some time.
1771  *
1772  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1773  * ``good enough'' for the majority of memory.
1774  */
1775 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1776 {
1777         int ret;
1778         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1779
1780         if (PageHWPoison(page)) {
1781                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1782                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1783                         put_hwpoison_page(page);
1784                 return -EBUSY;
1785         }
1786
1787         get_online_mems();
1788         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1789         put_online_mems();
1790
1791         if (ret > 0)
1792                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1793         else if (ret == 0)
1794                 ret = soft_offline_free_page(page);
1795
1796         return ret;
1797 }