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