Merge branch 'for-linus-4.1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mason...
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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  * There are several operations here with exponential complexity because
25  * of unsuitable VM data structures. For example the operation to map back 
26  * from RMAP chains to processes has to walk the complete process list and 
27  * has non linear complexity with the number. But since memory corruptions
28  * are rare we hope to get away with this. This avoids impacting the core 
29  * VM.
30  */
31
32 /*
33  * Notebook:
34  * - hugetlb needs more code
35  * - kcore/oldmem/vmcore/mem/kmem check for hwpoison pages
36  * - pass bad pages to kdump next kernel
37  */
38 #include <linux/kernel.h>
39 #include <linux/mm.h>
40 #include <linux/page-flags.h>
41 #include <linux/kernel-page-flags.h>
42 #include <linux/sched.h>
43 #include <linux/ksm.h>
44 #include <linux/rmap.h>
45 #include <linux/export.h>
46 #include <linux/pagemap.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/backing-dev.h>
49 #include <linux/migrate.h>
50 #include <linux/page-isolation.h>
51 #include <linux/suspend.h>
52 #include <linux/slab.h>
53 #include <linux/swapops.h>
54 #include <linux/hugetlb.h>
55 #include <linux/memory_hotplug.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/kfifo.h>
58 #include "internal.h"
59
60 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
61
62 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
63
64 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
65
66 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
67
68 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
69 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
70 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
71 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
72 u64 hwpoison_filter_flags_value;
73 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
74 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
75 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
78
79 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
80 {
81         struct address_space *mapping;
82         dev_t dev;
83
84         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
85             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
86                 return 0;
87
88         /*
89          * page_mapping() does not accept slab pages.
90          */
91         if (PageSlab(p))
92                 return -EINVAL;
93
94         mapping = page_mapping(p);
95         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
96                 return -EINVAL;
97
98         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
99         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
100             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
101                 return -EINVAL;
102         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
103             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
104                 return -EINVAL;
105
106         return 0;
107 }
108
109 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
110 {
111         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
112                 return 0;
113
114         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
115                                     hwpoison_filter_flags_value)
116                 return 0;
117         else
118                 return -EINVAL;
119 }
120
121 /*
122  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
123  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
124  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
125  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
126  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
127  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
128  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
129  * a freed page.
130  */
131 #ifdef  CONFIG_MEMCG_SWAP
132 u64 hwpoison_filter_memcg;
133 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
134 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
135 {
136         struct mem_cgroup *mem;
137         struct cgroup_subsys_state *css;
138         unsigned long ino;
139
140         if (!hwpoison_filter_memcg)
141                 return 0;
142
143         mem = try_get_mem_cgroup_from_page(p);
144         if (!mem)
145                 return -EINVAL;
146
147         css = mem_cgroup_css(mem);
148         ino = cgroup_ino(css->cgroup);
149         css_put(css);
150
151         if (ino != hwpoison_filter_memcg)
152                 return -EINVAL;
153
154         return 0;
155 }
156 #else
157 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
158 #endif
159
160 int hwpoison_filter(struct page *p)
161 {
162         if (!hwpoison_filter_enable)
163                 return 0;
164
165         if (hwpoison_filter_dev(p))
166                 return -EINVAL;
167
168         if (hwpoison_filter_flags(p))
169                 return -EINVAL;
170
171         if (hwpoison_filter_task(p))
172                 return -EINVAL;
173
174         return 0;
175 }
176 #else
177 int hwpoison_filter(struct page *p)
178 {
179         return 0;
180 }
181 #endif
182
183 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
184
185 /*
186  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
187  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
188  * ``action required'' if error happened in current execution context
189  */
190 static int kill_proc(struct task_struct *t, unsigned long addr, int trapno,
191                         unsigned long pfn, struct page *page, int flags)
192 {
193         struct siginfo si;
194         int ret;
195
196         printk(KERN_ERR
197                 "MCE %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
198                 pfn, t->comm, t->pid);
199         si.si_signo = SIGBUS;
200         si.si_errno = 0;
201         si.si_addr = (void *)addr;
202 #ifdef __ARCH_SI_TRAPNO
203         si.si_trapno = trapno;
204 #endif
205         si.si_addr_lsb = compound_order(compound_head(page)) + PAGE_SHIFT;
206
207         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
208                 si.si_code = BUS_MCEERR_AR;
209                 ret = force_sig_info(SIGBUS, &si, current);
210         } else {
211                 /*
212                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
213                  * can be temporarily blocked.
214                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
215                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
216                  */
217                 si.si_code = BUS_MCEERR_AO;
218                 ret = send_sig_info(SIGBUS, &si, t);  /* synchronous? */
219         }
220         if (ret < 0)
221                 printk(KERN_INFO "MCE: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
222                        t->comm, t->pid, ret);
223         return ret;
224 }
225
226 /*
227  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
228  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
229  */
230 void shake_page(struct page *p, int access)
231 {
232         if (!PageSlab(p)) {
233                 lru_add_drain_all();
234                 if (PageLRU(p))
235                         return;
236                 drain_all_pages(page_zone(p));
237                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
238                         return;
239         }
240
241         /*
242          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
243          * other caches) if access is not potentially fatal.
244          */
245         if (access)
246                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
247 }
248 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
249
250 /*
251  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
252  * the page.
253  *
254  * General strategy:
255  * Find all processes having the page mapped and kill them.
256  * But we keep a page reference around so that the page is not
257  * actually freed yet.
258  * Then stash the page away
259  *
260  * There's no convenient way to get back to mapped processes
261  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
262  * running processes.
263  *
264  * Remember that machine checks are not common (or rather
265  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
266  * be a performance issue.
267  *
268  * Also there are some races possible while we get from the
269  * error detection to actually handle it.
270  */
271
272 struct to_kill {
273         struct list_head nd;
274         struct task_struct *tsk;
275         unsigned long addr;
276         char addr_valid;
277 };
278
279 /*
280  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
281  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
282  */
283
284 /*
285  * Schedule a process for later kill.
286  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
287  * TBD would GFP_NOIO be enough?
288  */
289 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
290                        struct vm_area_struct *vma,
291                        struct list_head *to_kill,
292                        struct to_kill **tkc)
293 {
294         struct to_kill *tk;
295
296         if (*tkc) {
297                 tk = *tkc;
298                 *tkc = NULL;
299         } else {
300                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
301                 if (!tk) {
302                         printk(KERN_ERR
303                 "MCE: Out of memory while machine check handling\n");
304                         return;
305                 }
306         }
307         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
308         tk->addr_valid = 1;
309
310         /*
311          * In theory we don't have to kill when the page was
312          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
313          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
314          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
315          */
316         if (tk->addr == -EFAULT) {
317                 pr_info("MCE: Unable to find user space address %lx in %s\n",
318                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
319                 tk->addr_valid = 0;
320         }
321         get_task_struct(tsk);
322         tk->tsk = tsk;
323         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
324 }
325
326 /*
327  * Kill the processes that have been collected earlier.
328  *
329  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
330  * (this is used for clean pages which do not need killing)
331  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
332  * wrong earlier.
333  */
334 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, int trapno,
335                           int fail, struct page *page, unsigned long pfn,
336                           int flags)
337 {
338         struct to_kill *tk, *next;
339
340         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
341                 if (forcekill) {
342                         /*
343                          * In case something went wrong with munmapping
344                          * make sure the process doesn't catch the
345                          * signal and then access the memory. Just kill it.
346                          */
347                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
348                                 printk(KERN_ERR
349                 "MCE %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
350                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
351                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
352                         }
353
354                         /*
355                          * In theory the process could have mapped
356                          * something else on the address in-between. We could
357                          * check for that, but we need to tell the
358                          * process anyways.
359                          */
360                         else if (kill_proc(tk->tsk, tk->addr, trapno,
361                                               pfn, page, flags) < 0)
362                                 printk(KERN_ERR
363                 "MCE %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
364                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
365                 }
366                 put_task_struct(tk->tsk);
367                 kfree(tk);
368         }
369 }
370
371 /*
372  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
373  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
374  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
375  *
376  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
377  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
378  */
379 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
380 {
381         struct task_struct *t;
382
383         for_each_thread(tsk, t)
384                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
385                         return t;
386         return NULL;
387 }
388
389 /*
390  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
391  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
392  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
393  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
394  */
395 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
396                                            int force_early)
397 {
398         struct task_struct *t;
399         if (!tsk->mm)
400                 return NULL;
401         if (force_early)
402                 return tsk;
403         t = find_early_kill_thread(tsk);
404         if (t)
405                 return t;
406         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
407                 return tsk;
408         return NULL;
409 }
410
411 /*
412  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
413  */
414 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
415                               struct to_kill **tkc, int force_early)
416 {
417         struct vm_area_struct *vma;
418         struct task_struct *tsk;
419         struct anon_vma *av;
420         pgoff_t pgoff;
421
422         av = page_lock_anon_vma_read(page);
423         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
424                 return;
425
426         pgoff = page_to_pgoff(page);
427         read_lock(&tasklist_lock);
428         for_each_process (tsk) {
429                 struct anon_vma_chain *vmac;
430                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
431
432                 if (!t)
433                         continue;
434                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
435                                                pgoff, pgoff) {
436                         vma = vmac->vma;
437                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
438                                 continue;
439                         if (vma->vm_mm == t->mm)
440                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
441                 }
442         }
443         read_unlock(&tasklist_lock);
444         page_unlock_anon_vma_read(av);
445 }
446
447 /*
448  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
449  */
450 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
451                               struct to_kill **tkc, int force_early)
452 {
453         struct vm_area_struct *vma;
454         struct task_struct *tsk;
455         struct address_space *mapping = page->mapping;
456
457         i_mmap_lock_read(mapping);
458         read_lock(&tasklist_lock);
459         for_each_process(tsk) {
460                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
461                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
462
463                 if (!t)
464                         continue;
465                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
466                                       pgoff) {
467                         /*
468                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
469                          * the page but the corrupted page is not necessarily
470                          * mapped it in its pte.
471                          * Assume applications who requested early kill want
472                          * to be informed of all such data corruptions.
473                          */
474                         if (vma->vm_mm == t->mm)
475                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
476                 }
477         }
478         read_unlock(&tasklist_lock);
479         i_mmap_unlock_read(mapping);
480 }
481
482 /*
483  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
484  * This is done in two steps for locking reasons.
485  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
486  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
487  */
488 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
489                                 int force_early)
490 {
491         struct to_kill *tk;
492
493         if (!page->mapping)
494                 return;
495
496         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
497         if (!tk)
498                 return;
499         if (PageAnon(page))
500                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
501         else
502                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
503         kfree(tk);
504 }
505
506 /*
507  * Error handlers for various types of pages.
508  */
509
510 enum outcome {
511         IGNORED,        /* Error: cannot be handled */
512         FAILED,         /* Error: handling failed */
513         DELAYED,        /* Will be handled later */
514         RECOVERED,      /* Successfully recovered */
515 };
516
517 static const char *action_name[] = {
518         [IGNORED] = "Ignored",
519         [FAILED] = "Failed",
520         [DELAYED] = "Delayed",
521         [RECOVERED] = "Recovered",
522 };
523
524 enum action_page_type {
525         MSG_KERNEL,
526         MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
527         MSG_SLAB,
528         MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
529         MSG_POISONED_HUGE,
530         MSG_HUGE,
531         MSG_FREE_HUGE,
532         MSG_UNMAP_FAILED,
533         MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
534         MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
535         MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
536         MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
537         MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
538         MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
539         MSG_DIRTY_LRU,
540         MSG_CLEAN_LRU,
541         MSG_TRUNCATED_LRU,
542         MSG_BUDDY,
543         MSG_BUDDY_2ND,
544         MSG_UNKNOWN,
545 };
546
547 static const char * const action_page_types[] = {
548         [MSG_KERNEL]                    = "reserved kernel page",
549         [MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]         = "high-order kernel page",
550         [MSG_SLAB]                      = "kernel slab page",
551         [MSG_DIFFERENT_COMPOUND]        = "different compound page after locking",
552         [MSG_POISONED_HUGE]             = "huge page already hardware poisoned",
553         [MSG_HUGE]                      = "huge page",
554         [MSG_FREE_HUGE]                 = "free huge page",
555         [MSG_UNMAP_FAILED]              = "unmapping failed page",
556         [MSG_DIRTY_SWAPCACHE]           = "dirty swapcache page",
557         [MSG_CLEAN_SWAPCACHE]           = "clean swapcache page",
558         [MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]         = "dirty mlocked LRU page",
559         [MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]         = "clean mlocked LRU page",
560         [MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]     = "dirty unevictable LRU page",
561         [MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]     = "clean unevictable LRU page",
562         [MSG_DIRTY_LRU]                 = "dirty LRU page",
563         [MSG_CLEAN_LRU]                 = "clean LRU page",
564         [MSG_TRUNCATED_LRU]             = "already truncated LRU page",
565         [MSG_BUDDY]                     = "free buddy page",
566         [MSG_BUDDY_2ND]                 = "free buddy page (2nd try)",
567         [MSG_UNKNOWN]                   = "unknown page",
568 };
569
570 /*
571  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
572  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
573  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
574  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
575  */
576 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
577 {
578         if (!isolate_lru_page(p)) {
579                 /*
580                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
581                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
582                  */
583                 ClearPageActive(p);
584                 ClearPageUnevictable(p);
585                 /*
586                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
587                  */
588                 page_cache_release(p);
589                 return 0;
590         }
591         return -EIO;
592 }
593
594 /*
595  * Error hit kernel page.
596  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
597  * could be more sophisticated.
598  */
599 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
600 {
601         return IGNORED;
602 }
603
604 /*
605  * Page in unknown state. Do nothing.
606  */
607 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
608 {
609         printk(KERN_ERR "MCE %#lx: Unknown page state\n", pfn);
610         return FAILED;
611 }
612
613 /*
614  * Clean (or cleaned) page cache page.
615  */
616 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
617 {
618         int err;
619         int ret = FAILED;
620         struct address_space *mapping;
621
622         delete_from_lru_cache(p);
623
624         /*
625          * For anonymous pages we're done the only reference left
626          * should be the one m_f() holds.
627          */
628         if (PageAnon(p))
629                 return RECOVERED;
630
631         /*
632          * Now truncate the page in the page cache. This is really
633          * more like a "temporary hole punch"
634          * Don't do this for block devices when someone else
635          * has a reference, because it could be file system metadata
636          * and that's not safe to truncate.
637          */
638         mapping = page_mapping(p);
639         if (!mapping) {
640                 /*
641                  * Page has been teared down in the meanwhile
642                  */
643                 return FAILED;
644         }
645
646         /*
647          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
648          *
649          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
650          */
651         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
652                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
653                 if (err != 0) {
654                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to punch page: %d\n",
655                                         pfn, err);
656                 } else if (page_has_private(p) &&
657                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
658                         pr_info("MCE %#lx: failed to release buffers\n", pfn);
659                 } else {
660                         ret = RECOVERED;
661                 }
662         } else {
663                 /*
664                  * If the file system doesn't support it just invalidate
665                  * This fails on dirty or anything with private pages
666                  */
667                 if (invalidate_inode_page(p))
668                         ret = RECOVERED;
669                 else
670                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to invalidate\n",
671                                 pfn);
672         }
673         return ret;
674 }
675
676 /*
677  * Dirty pagecache page
678  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
679  * propagated.
680  */
681 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
682 {
683         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
684
685         SetPageError(p);
686         /* TBD: print more information about the file. */
687         if (mapping) {
688                 /*
689                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
690                  * who check the mapping.
691                  * This way the application knows that something went
692                  * wrong with its dirty file data.
693                  *
694                  * There's one open issue:
695                  *
696                  * The EIO will be only reported on the next IO
697                  * operation and then cleared through the IO map.
698                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
699                  * first through the AS_EIO flag in the address space
700                  * and then through the PageError flag in the page.
701                  * Since we drop pages on memory failure handling the
702                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
703                  *
704                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
705                  * the first operation that returns an error, while
706                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
707                  * when the page is reread or dropped.  If an
708                  * application assumes it will always get error on
709                  * fsync, but does other operations on the fd before
710                  * and the page is dropped between then the error
711                  * will not be properly reported.
712                  *
713                  * This can already happen even without hwpoisoned
714                  * pages: first on metadata IO errors (which only
715                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
716                  * at the wrong time.
717                  *
718                  * So right now we assume that the application DTRT on
719                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
720                  * of the kernel.
721                  */
722                 mapping_set_error(mapping, EIO);
723         }
724
725         return me_pagecache_clean(p, pfn);
726 }
727
728 /*
729  * Clean and dirty swap cache.
730  *
731  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
732  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
733  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
734  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
735  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
736  * and then
737  *      - clear dirty bit to prevent IO
738  *      - remove from LRU
739  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
740  *        a later page fault, we know the application is accessing
741  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
742  *        interception code in do_swap_page to catch it).
743  *
744  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
745  * bring in the known good data from disk.
746  */
747 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
748 {
749         ClearPageDirty(p);
750         /* Trigger EIO in shmem: */
751         ClearPageUptodate(p);
752
753         if (!delete_from_lru_cache(p))
754                 return DELAYED;
755         else
756                 return FAILED;
757 }
758
759 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
760 {
761         delete_from_swap_cache(p);
762
763         if (!delete_from_lru_cache(p))
764                 return RECOVERED;
765         else
766                 return FAILED;
767 }
768
769 /*
770  * Huge pages. Needs work.
771  * Issues:
772  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
773  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
774  */
775 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
776 {
777         int res = 0;
778         struct page *hpage = compound_head(p);
779         /*
780          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
781          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
782          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
783          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
784          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
785          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
786          * We assume that this function is called with page lock held,
787          * so there is no race between isolation and mapping/unmapping.
788          */
789         if (!(page_mapping(hpage) || PageAnon(hpage))) {
790                 res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
791                 if (!res)
792                         return RECOVERED;
793         }
794         return DELAYED;
795 }
796
797 /*
798  * Various page states we can handle.
799  *
800  * A page state is defined by its current page->flags bits.
801  * The table matches them in order and calls the right handler.
802  *
803  * This is quite tricky because we can access page at any time
804  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
805  *
806  * This is not complete. More states could be added.
807  * For any missing state don't attempt recovery.
808  */
809
810 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
811 #define sc              (1UL << PG_swapcache)
812 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
813 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
814 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
815 #define lru             (1UL << PG_lru)
816 #define swapbacked      (1UL << PG_swapbacked)
817 #define head            (1UL << PG_head)
818 #define tail            (1UL << PG_tail)
819 #define compound        (1UL << PG_compound)
820 #define slab            (1UL << PG_slab)
821 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
822
823 static struct page_state {
824         unsigned long mask;
825         unsigned long res;
826         enum action_page_type type;
827         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
828 } error_states[] = {
829         { reserved,     reserved,       MSG_KERNEL,     me_kernel },
830         /*
831          * free pages are specially detected outside this table:
832          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
833          */
834
835         /*
836          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
837          * currently unused objects without touching them. But just
838          * treat it as standard kernel for now.
839          */
840         { slab,         slab,           MSG_SLAB,       me_kernel },
841
842 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
843         { head,         head,           MSG_HUGE,               me_huge_page },
844         { tail,         tail,           MSG_HUGE,               me_huge_page },
845 #else
846         { compound,     compound,       MSG_HUGE,               me_huge_page },
847 #endif
848
849         { sc|dirty,     sc|dirty,       MSG_DIRTY_SWAPCACHE,    me_swapcache_dirty },
850         { sc|dirty,     sc,             MSG_CLEAN_SWAPCACHE,    me_swapcache_clean },
851
852         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,  me_pagecache_dirty },
853         { mlock|dirty,  mlock,          MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,  me_pagecache_clean },
854
855         { unevict|dirty, unevict|dirty, MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,      me_pagecache_dirty },
856         { unevict|dirty, unevict,       MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,      me_pagecache_clean },
857
858         { lru|dirty,    lru|dirty,      MSG_DIRTY_LRU,  me_pagecache_dirty },
859         { lru|dirty,    lru,            MSG_CLEAN_LRU,  me_pagecache_clean },
860
861         /*
862          * Catchall entry: must be at end.
863          */
864         { 0,            0,              MSG_UNKNOWN,    me_unknown },
865 };
866
867 #undef dirty
868 #undef sc
869 #undef unevict
870 #undef mlock
871 #undef writeback
872 #undef lru
873 #undef swapbacked
874 #undef head
875 #undef tail
876 #undef compound
877 #undef slab
878 #undef reserved
879
880 /*
881  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
882  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
883  */
884 static void action_result(unsigned long pfn, enum action_page_type type, int result)
885 {
886         pr_err("MCE %#lx: recovery action for %s: %s\n",
887                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
888 }
889
890 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
891                         unsigned long pfn)
892 {
893         int result;
894         int count;
895
896         result = ps->action(p, pfn);
897
898         count = page_count(p) - 1;
899         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == DELAYED)
900                 count--;
901         if (count != 0) {
902                 printk(KERN_ERR
903                        "MCE %#lx: %s still referenced by %d users\n",
904                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
905                 result = FAILED;
906         }
907         action_result(pfn, ps->type, result);
908
909         /* Could do more checks here if page looks ok */
910         /*
911          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
912          */
913
914         return (result == RECOVERED || result == DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
915 }
916
917 /*
918  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
919  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
920  */
921 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
922                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
923 {
924         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
925         struct address_space *mapping;
926         LIST_HEAD(tokill);
927         int ret;
928         int kill = 1, forcekill;
929         struct page *hpage = *hpagep;
930         struct page *ppage;
931
932         /*
933          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
934          * other types of pages.
935          */
936         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
937                 return SWAP_SUCCESS;
938         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
939                 return SWAP_SUCCESS;
940
941         /*
942          * This check implies we don't kill processes if their pages
943          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
944          */
945         if (!page_mapped(hpage))
946                 return SWAP_SUCCESS;
947
948         if (PageKsm(p)) {
949                 pr_err("MCE %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
950                 return SWAP_FAIL;
951         }
952
953         if (PageSwapCache(p)) {
954                 printk(KERN_ERR
955                        "MCE %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n", pfn);
956                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
957         }
958
959         /*
960          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
961          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
962          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
963          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
964          */
965         mapping = page_mapping(hpage);
966         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
967             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
968                 if (page_mkclean(hpage)) {
969                         SetPageDirty(hpage);
970                 } else {
971                         kill = 0;
972                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
973                         printk(KERN_INFO
974         "MCE %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
975                                 pfn);
976                 }
977         }
978
979         /*
980          * ppage: poisoned page
981          *   if p is regular page(4k page)
982          *        ppage == real poisoned page;
983          *   else p is hugetlb or THP, ppage == head page.
984          */
985         ppage = hpage;
986
987         if (PageTransHuge(hpage)) {
988                 /*
989                  * Verify that this isn't a hugetlbfs head page, the check for
990                  * PageAnon is just for avoid tripping a split_huge_page
991                  * internal debug check, as split_huge_page refuses to deal with
992                  * anything that isn't an anon page. PageAnon can't go away fro
993                  * under us because we hold a refcount on the hpage, without a
994                  * refcount on the hpage. split_huge_page can't be safely called
995                  * in the first place, having a refcount on the tail isn't
996                  * enough * to be safe.
997                  */
998                 if (!PageHuge(hpage) && PageAnon(hpage)) {
999                         if (unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1000                                 /*
1001                                  * FIXME: if splitting THP is failed, it is
1002                                  * better to stop the following operation rather
1003                                  * than causing panic by unmapping. System might
1004                                  * survive if the page is freed later.
1005                                  */
1006                                 printk(KERN_INFO
1007                                         "MCE %#lx: failed to split THP\n", pfn);
1008
1009                                 BUG_ON(!PageHWPoison(p));
1010                                 return SWAP_FAIL;
1011                         }
1012                         /*
1013                          * We pinned the head page for hwpoison handling,
1014                          * now we split the thp and we are interested in
1015                          * the hwpoisoned raw page, so move the refcount
1016                          * to it. Similarly, page lock is shifted.
1017                          */
1018                         if (hpage != p) {
1019                                 if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED)) {
1020                                         put_page(hpage);
1021                                         get_page(p);
1022                                 }
1023                                 lock_page(p);
1024                                 unlock_page(hpage);
1025                                 *hpagep = p;
1026                         }
1027                         /* THP is split, so ppage should be the real poisoned page. */
1028                         ppage = p;
1029                 }
1030         }
1031
1032         /*
1033          * First collect all the processes that have the page
1034          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1035          * because ttu takes the rmap data structures down.
1036          *
1037          * Error handling: We ignore errors here because
1038          * there's nothing that can be done.
1039          */
1040         if (kill)
1041                 collect_procs(ppage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1042
1043         ret = try_to_unmap(ppage, ttu);
1044         if (ret != SWAP_SUCCESS)
1045                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1046                                 pfn, page_mapcount(ppage));
1047
1048         /*
1049          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1050          * struct page and all unmaps done we can decide if
1051          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1052          * was dirty or the process is not restartable,
1053          * otherwise the tokill list is merely
1054          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1055          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1056          * any accesses to the poisoned memory.
1057          */
1058         forcekill = PageDirty(ppage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1059         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno,
1060                       ret != SWAP_SUCCESS, p, pfn, flags);
1061
1062         return ret;
1063 }
1064
1065 static void set_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1066 {
1067         int i;
1068         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1069         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1070                 SetPageHWPoison(hpage + i);
1071 }
1072
1073 static void clear_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1074 {
1075         int i;
1076         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1077         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1078                 ClearPageHWPoison(hpage + i);
1079 }
1080
1081 /**
1082  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1083  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1084  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1085  * @flags: fine tune action taken
1086  *
1087  * This function is called by the low level machine check code
1088  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1089  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1090  * dropping pages, killing processes etc.
1091  *
1092  * The function is primarily of use for corruptions that
1093  * happen outside the current execution context (e.g. when
1094  * detected by a background scrubber)
1095  *
1096  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1097  * enabled and no spinlocks hold.
1098  */
1099 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1100 {
1101         struct page_state *ps;
1102         struct page *p;
1103         struct page *hpage;
1104         int res;
1105         unsigned int nr_pages;
1106         unsigned long page_flags;
1107
1108         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1109                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1110
1111         if (!pfn_valid(pfn)) {
1112                 printk(KERN_ERR
1113                        "MCE %#lx: memory outside kernel control\n",
1114                        pfn);
1115                 return -ENXIO;
1116         }
1117
1118         p = pfn_to_page(pfn);
1119         hpage = compound_head(p);
1120         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1121                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: already hardware poisoned\n", pfn);
1122                 return 0;
1123         }
1124
1125         /*
1126          * Currently errors on hugetlbfs pages are measured in hugepage units,
1127          * so nr_pages should be 1 << compound_order.  OTOH when errors are on
1128          * transparent hugepages, they are supposed to be split and error
1129          * measurement is done in normal page units.  So nr_pages should be one
1130          * in this case.
1131          */
1132         if (PageHuge(p))
1133                 nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1134         else /* normal page or thp */
1135                 nr_pages = 1;
1136         atomic_long_add(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1137
1138         /*
1139          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1140          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1141          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1142          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1143          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1144          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1145          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1146          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1147          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1148          *    used and will be freed some time later.
1149          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1150          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1151          */
1152         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) &&
1153                 !get_page_unless_zero(hpage)) {
1154                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1155                         action_result(pfn, MSG_BUDDY, DELAYED);
1156                         return 0;
1157                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1158                         /*
1159                          * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1160                          */
1161                         lock_page(hpage);
1162                         if (PageHWPoison(hpage)) {
1163                                 if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1164                                     || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1165                                         atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1166                                         unlock_page(hpage);
1167                                         return 0;
1168                                 }
1169                         }
1170                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1171                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1172                         action_result(pfn, MSG_FREE_HUGE,
1173                                       res ? IGNORED : DELAYED);
1174                         unlock_page(hpage);
1175                         return res;
1176                 } else {
1177                         action_result(pfn, MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, IGNORED);
1178                         return -EBUSY;
1179                 }
1180         }
1181
1182         /*
1183          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1184          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1185          * - to avoid races with __set_page_locked()
1186          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1187          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1188          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1189          */
1190         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p)) {
1191                 if (!PageLRU(p))
1192                         shake_page(p, 0);
1193                 if (!PageLRU(p)) {
1194                         /*
1195                          * shake_page could have turned it free.
1196                          */
1197                         if (is_free_buddy_page(p)) {
1198                                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1199                                         action_result(pfn, MSG_BUDDY, DELAYED);
1200                                 else
1201                                         action_result(pfn, MSG_BUDDY_2ND,
1202                                                       DELAYED);
1203                                 return 0;
1204                         }
1205                 }
1206         }
1207
1208         lock_page(hpage);
1209
1210         /*
1211          * The page could have changed compound pages during the locking.
1212          * If this happens just bail out.
1213          */
1214         if (compound_head(p) != hpage) {
1215                 action_result(pfn, MSG_DIFFERENT_COMPOUND, IGNORED);
1216                 res = -EBUSY;
1217                 goto out;
1218         }
1219
1220         /*
1221          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1222          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1223          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1224          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1225          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1226          */
1227         page_flags = p->flags;
1228
1229         /*
1230          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1231          */
1232         if (!PageHWPoison(p)) {
1233                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1234                 atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1235                 put_page(hpage);
1236                 res = 0;
1237                 goto out;
1238         }
1239         if (hwpoison_filter(p)) {
1240                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1241                         atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1242                 unlock_page(hpage);
1243                 put_page(hpage);
1244                 return 0;
1245         }
1246
1247         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1248                 goto identify_page_state;
1249
1250         /*
1251          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1252          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1253          */
1254         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1255                 action_result(pfn, MSG_POISONED_HUGE, IGNORED);
1256                 unlock_page(hpage);
1257                 put_page(hpage);
1258                 return 0;
1259         }
1260         /*
1261          * Set PG_hwpoison on all pages in an error hugepage,
1262          * because containment is done in hugepage unit for now.
1263          * Since we have done TestSetPageHWPoison() for the head page with
1264          * page lock held, we can safely set PG_hwpoison bits on tail pages.
1265          */
1266         if (PageHuge(p))
1267                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1268
1269         /*
1270          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1271          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1272          */
1273         wait_on_page_writeback(p);
1274
1275         /*
1276          * Now take care of user space mappings.
1277          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1278          *
1279          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1280          * page after thp split.
1281          */
1282         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)
1283             != SWAP_SUCCESS) {
1284                 action_result(pfn, MSG_UNMAP_FAILED, IGNORED);
1285                 res = -EBUSY;
1286                 goto out;
1287         }
1288
1289         /*
1290          * Torn down by someone else?
1291          */
1292         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1293                 action_result(pfn, MSG_TRUNCATED_LRU, IGNORED);
1294                 res = -EBUSY;
1295                 goto out;
1296         }
1297
1298 identify_page_state:
1299         res = -EBUSY;
1300         /*
1301          * The first check uses the current page flags which may not have any
1302          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1303          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1304          */
1305         for (ps = error_states;; ps++)
1306                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1307                         break;
1308
1309         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1310
1311         if (!ps->mask)
1312                 for (ps = error_states;; ps++)
1313                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1314                                 break;
1315         res = page_action(ps, p, pfn);
1316 out:
1317         unlock_page(hpage);
1318         return res;
1319 }
1320 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1321
1322 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1323 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1324
1325 struct memory_failure_entry {
1326         unsigned long pfn;
1327         int trapno;
1328         int flags;
1329 };
1330
1331 struct memory_failure_cpu {
1332         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1333                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1334         spinlock_t lock;
1335         struct work_struct work;
1336 };
1337
1338 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1339
1340 /**
1341  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1342  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1343  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1344  * @flags: Flags for memory failure handling
1345  *
1346  * This function is called by the low level hardware error handler
1347  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1348  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1349  * processes etc.
1350  *
1351  * The function is primarily of use for corruptions that
1352  * happen outside the current execution context (e.g. when
1353  * detected by a background scrubber)
1354  *
1355  * Can run in IRQ context.
1356  */
1357 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1358 {
1359         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1360         unsigned long proc_flags;
1361         struct memory_failure_entry entry = {
1362                 .pfn =          pfn,
1363                 .trapno =       trapno,
1364                 .flags =        flags,
1365         };
1366
1367         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1368         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1369         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1370                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1371         else
1372                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1373                        pfn);
1374         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1375         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1376 }
1377 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1378
1379 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1380 {
1381         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1382         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1383         unsigned long proc_flags;
1384         int gotten;
1385
1386         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1387         for (;;) {
1388                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1389                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1390                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1391                 if (!gotten)
1392                         break;
1393                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1394                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1395                 else
1396                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1397         }
1398 }
1399
1400 static int __init memory_failure_init(void)
1401 {
1402         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1403         int cpu;
1404
1405         for_each_possible_cpu(cpu) {
1406                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1407                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1408                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1409                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1410         }
1411
1412         return 0;
1413 }
1414 core_initcall(memory_failure_init);
1415
1416 /**
1417  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1418  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1419  *
1420  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1421  * memory_failure() earlier.
1422  *
1423  * This is only done on the software-level, so it only works
1424  * for linux injected failures, not real hardware failures
1425  *
1426  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1427  */
1428 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1429 {
1430         struct page *page;
1431         struct page *p;
1432         int freeit = 0;
1433         unsigned int nr_pages;
1434
1435         if (!pfn_valid(pfn))
1436                 return -ENXIO;
1437
1438         p = pfn_to_page(pfn);
1439         page = compound_head(p);
1440
1441         if (!PageHWPoison(p)) {
1442                 pr_info("MCE: Page was already unpoisoned %#lx\n", pfn);
1443                 return 0;
1444         }
1445
1446         /*
1447          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1448          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1449          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1450          */
1451         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1452                 pr_info("MCE: Memory failure is now running on %#lx\n", pfn);
1453                         return 0;
1454         }
1455
1456         nr_pages = 1 << compound_order(page);
1457
1458         if (!get_page_unless_zero(page)) {
1459                 /*
1460                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1461                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1462                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1463                  * to the end.
1464                  */
1465                 if (PageHuge(page)) {
1466                         pr_info("MCE: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n", pfn);
1467                         return 0;
1468                 }
1469                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1470                         atomic_long_dec(&num_poisoned_pages);
1471                 pr_info("MCE: Software-unpoisoned free page %#lx\n", pfn);
1472                 return 0;
1473         }
1474
1475         lock_page(page);
1476         /*
1477          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1478          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1479          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1480          * the free buddy page pool.
1481          */
1482         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1483                 pr_info("MCE: Software-unpoisoned page %#lx\n", pfn);
1484                 atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1485                 freeit = 1;
1486                 if (PageHuge(page))
1487                         clear_page_hwpoison_huge_page(page);
1488         }
1489         unlock_page(page);
1490
1491         put_page(page);
1492         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1493                 put_page(page);
1494
1495         return 0;
1496 }
1497 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1498
1499 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1500 {
1501         int nid = page_to_nid(p);
1502         if (PageHuge(p))
1503                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1504                                                    nid);
1505         else
1506                 return alloc_pages_exact_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1507 }
1508
1509 /*
1510  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1511  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1512  * that is not free, and 1 for any other page type.
1513  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1514  */
1515 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1516 {
1517         int ret;
1518
1519         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1520                 return 1;
1521
1522         /*
1523          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1524          * from free hugepage list.
1525          */
1526         if (!get_page_unless_zero(compound_head(p))) {
1527                 if (PageHuge(p)) {
1528                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1529                         ret = 0;
1530                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1531                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1532                         ret = 0;
1533                 } else {
1534                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1535                                 __func__, pfn, p->flags);
1536                         ret = -EIO;
1537                 }
1538         } else {
1539                 /* Not a free page */
1540                 ret = 1;
1541         }
1542         return ret;
1543 }
1544
1545 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1546 {
1547         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1548
1549         if (ret == 1 && !PageHuge(page) && !PageLRU(page)) {
1550                 /*
1551                  * Try to free it.
1552                  */
1553                 put_page(page);
1554                 shake_page(page, 1);
1555
1556                 /*
1557                  * Did it turn free?
1558                  */
1559                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1560                 if (!PageLRU(page)) {
1561                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1562                                 pfn, page->flags);
1563                         return -EIO;
1564                 }
1565         }
1566         return ret;
1567 }
1568
1569 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1570 {
1571         int ret;
1572         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1573         struct page *hpage = compound_head(page);
1574         LIST_HEAD(pagelist);
1575
1576         /*
1577          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1578          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1579          */
1580         lock_page(hpage);
1581         if (PageHWPoison(hpage)) {
1582                 unlock_page(hpage);
1583                 put_page(hpage);
1584                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1585                 return -EBUSY;
1586         }
1587         unlock_page(hpage);
1588
1589         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1590         if (ret) {
1591                 /*
1592                  * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1593                  * so need to drop one here.
1594                  */
1595                 put_page(hpage);
1596         } else {
1597                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1598                 return -EBUSY;
1599         }
1600
1601         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1602                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1603         if (ret) {
1604                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1605                         pfn, ret, page->flags);
1606                 /*
1607                  * We know that soft_offline_huge_page() tries to migrate
1608                  * only one hugepage pointed to by hpage, so we need not
1609                  * run through the pagelist here.
1610                  */
1611                 putback_active_hugepage(hpage);
1612                 if (ret > 0)
1613                         ret = -EIO;
1614         } else {
1615                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1616                 if (PageHuge(page)) {
1617                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1618                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1619                         atomic_long_add(1 << compound_order(hpage),
1620                                         &num_poisoned_pages);
1621                 } else {
1622                         SetPageHWPoison(page);
1623                         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1624                 }
1625         }
1626         return ret;
1627 }
1628
1629 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1630 {
1631         int ret;
1632         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1633
1634         /*
1635          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1636          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1637          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1638          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1639          */
1640         lock_page(page);
1641         wait_on_page_writeback(page);
1642         if (PageHWPoison(page)) {
1643                 unlock_page(page);
1644                 put_page(page);
1645                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1646                 return -EBUSY;
1647         }
1648         /*
1649          * Try to invalidate first. This should work for
1650          * non dirty unmapped page cache pages.
1651          */
1652         ret = invalidate_inode_page(page);
1653         unlock_page(page);
1654         /*
1655          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1656          * would need to fix isolation locking first.
1657          */
1658         if (ret == 1) {
1659                 put_page(page);
1660                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1661                 SetPageHWPoison(page);
1662                 atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1663                 return 0;
1664         }
1665
1666         /*
1667          * Simple invalidation didn't work.
1668          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1669          * handles a large number of cases for us.
1670          */
1671         ret = isolate_lru_page(page);
1672         /*
1673          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1674          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1675          */
1676         put_page(page);
1677         if (!ret) {
1678                 LIST_HEAD(pagelist);
1679                 inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1680                                         page_is_file_cache(page));
1681                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1682                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1683                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1684                 if (ret) {
1685                         if (!list_empty(&pagelist)) {
1686                                 list_del(&page->lru);
1687                                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1688                                                 page_is_file_cache(page));
1689                                 putback_lru_page(page);
1690                         }
1691
1692                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1693                                 pfn, ret, page->flags);
1694                         if (ret > 0)
1695                                 ret = -EIO;
1696                 } else {
1697                         /*
1698                          * After page migration succeeds, the source page can
1699                          * be trapped in pagevec and actual freeing is delayed.
1700                          * Freeing code works differently based on PG_hwpoison,
1701                          * so there's a race. We need to make sure that the
1702                          * source page should be freed back to buddy before
1703                          * setting PG_hwpoison.
1704                          */
1705                         if (!is_free_buddy_page(page))
1706                                 drain_all_pages(page_zone(page));
1707                         SetPageHWPoison(page);
1708                         if (!is_free_buddy_page(page))
1709                                 pr_info("soft offline: %#lx: page leaked\n",
1710                                         pfn);
1711                         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1712                 }
1713         } else {
1714                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1715                         pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1716         }
1717         return ret;
1718 }
1719
1720 /**
1721  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1722  * @page: page to offline
1723  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1724  *
1725  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1726  *
1727  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1728  * without killing anything. This is for the case when
1729  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1730  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1731  * out.
1732  *
1733  * The actual policy on when to do that is maintained by
1734  * user space.
1735  *
1736  * This should never impact any application or cause data loss,
1737  * however it might take some time.
1738  *
1739  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1740  * ``good enough'' for the majority of memory.
1741  */
1742 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1743 {
1744         int ret;
1745         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1746         struct page *hpage = compound_head(page);
1747
1748         if (PageHWPoison(page)) {
1749                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1750                 return -EBUSY;
1751         }
1752         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1753                 if (PageAnon(hpage) && unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1754                         pr_info("soft offline: %#lx: failed to split THP\n",
1755                                 pfn);
1756                         return -EBUSY;
1757                 }
1758         }
1759
1760         get_online_mems();
1761
1762         /*
1763          * Isolate the page, so that it doesn't get reallocated if it
1764          * was free. This flag should be kept set until the source page
1765          * is freed and PG_hwpoison on it is set.
1766          */
1767         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
1768                 set_migratetype_isolate(page, true);
1769
1770         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1771         put_online_mems();
1772         if (ret > 0) { /* for in-use pages */
1773                 if (PageHuge(page))
1774                         ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1775                 else
1776                         ret = __soft_offline_page(page, flags);
1777         } else if (ret == 0) { /* for free pages */
1778                 if (PageHuge(page)) {
1779                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1780                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1781                         atomic_long_add(1 << compound_order(hpage),
1782                                         &num_poisoned_pages);
1783                 } else {
1784                         SetPageHWPoison(page);
1785                         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1786                 }
1787         }
1788         unset_migratetype_isolate(page, MIGRATE_MOVABLE);
1789         return ret;
1790 }