mm, hwpoison: remove obsolete "Notebook" todo list
[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 /*
508  * Error handlers for various types of pages.
509  */
510
511 enum outcome {
512         IGNORED,        /* Error: cannot be handled */
513         FAILED,         /* Error: handling failed */
514         DELAYED,        /* Will be handled later */
515         RECOVERED,      /* Successfully recovered */
516 };
517
518 static const char *action_name[] = {
519         [IGNORED] = "Ignored",
520         [FAILED] = "Failed",
521         [DELAYED] = "Delayed",
522         [RECOVERED] = "Recovered",
523 };
524
525 enum action_page_type {
526         MSG_KERNEL,
527         MSG_KERNEL_HIGH_ORDER,
528         MSG_SLAB,
529         MSG_DIFFERENT_COMPOUND,
530         MSG_POISONED_HUGE,
531         MSG_HUGE,
532         MSG_FREE_HUGE,
533         MSG_UNMAP_FAILED,
534         MSG_DIRTY_SWAPCACHE,
535         MSG_CLEAN_SWAPCACHE,
536         MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,
537         MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,
538         MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,
539         MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,
540         MSG_DIRTY_LRU,
541         MSG_CLEAN_LRU,
542         MSG_TRUNCATED_LRU,
543         MSG_BUDDY,
544         MSG_BUDDY_2ND,
545         MSG_UNKNOWN,
546 };
547
548 static const char * const action_page_types[] = {
549         [MSG_KERNEL]                    = "reserved kernel page",
550         [MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]         = "high-order kernel page",
551         [MSG_SLAB]                      = "kernel slab page",
552         [MSG_DIFFERENT_COMPOUND]        = "different compound page after locking",
553         [MSG_POISONED_HUGE]             = "huge page already hardware poisoned",
554         [MSG_HUGE]                      = "huge page",
555         [MSG_FREE_HUGE]                 = "free huge page",
556         [MSG_UNMAP_FAILED]              = "unmapping failed page",
557         [MSG_DIRTY_SWAPCACHE]           = "dirty swapcache page",
558         [MSG_CLEAN_SWAPCACHE]           = "clean swapcache page",
559         [MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]         = "dirty mlocked LRU page",
560         [MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]         = "clean mlocked LRU page",
561         [MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]     = "dirty unevictable LRU page",
562         [MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]     = "clean unevictable LRU page",
563         [MSG_DIRTY_LRU]                 = "dirty LRU page",
564         [MSG_CLEAN_LRU]                 = "clean LRU page",
565         [MSG_TRUNCATED_LRU]             = "already truncated LRU page",
566         [MSG_BUDDY]                     = "free buddy page",
567         [MSG_BUDDY_2ND]                 = "free buddy page (2nd try)",
568         [MSG_UNKNOWN]                   = "unknown page",
569 };
570
571 /*
572  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
573  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
574  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
575  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
576  */
577 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
578 {
579         if (!isolate_lru_page(p)) {
580                 /*
581                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
582                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
583                  */
584                 ClearPageActive(p);
585                 ClearPageUnevictable(p);
586                 /*
587                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
588                  */
589                 page_cache_release(p);
590                 return 0;
591         }
592         return -EIO;
593 }
594
595 /*
596  * Error hit kernel page.
597  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
598  * could be more sophisticated.
599  */
600 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
601 {
602         return IGNORED;
603 }
604
605 /*
606  * Page in unknown state. Do nothing.
607  */
608 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
609 {
610         printk(KERN_ERR "MCE %#lx: Unknown page state\n", pfn);
611         return FAILED;
612 }
613
614 /*
615  * Clean (or cleaned) page cache page.
616  */
617 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
618 {
619         int err;
620         int ret = FAILED;
621         struct address_space *mapping;
622
623         delete_from_lru_cache(p);
624
625         /*
626          * For anonymous pages we're done the only reference left
627          * should be the one m_f() holds.
628          */
629         if (PageAnon(p))
630                 return RECOVERED;
631
632         /*
633          * Now truncate the page in the page cache. This is really
634          * more like a "temporary hole punch"
635          * Don't do this for block devices when someone else
636          * has a reference, because it could be file system metadata
637          * and that's not safe to truncate.
638          */
639         mapping = page_mapping(p);
640         if (!mapping) {
641                 /*
642                  * Page has been teared down in the meanwhile
643                  */
644                 return FAILED;
645         }
646
647         /*
648          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
649          *
650          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
651          */
652         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
653                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
654                 if (err != 0) {
655                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to punch page: %d\n",
656                                         pfn, err);
657                 } else if (page_has_private(p) &&
658                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
659                         pr_info("MCE %#lx: failed to release buffers\n", pfn);
660                 } else {
661                         ret = RECOVERED;
662                 }
663         } else {
664                 /*
665                  * If the file system doesn't support it just invalidate
666                  * This fails on dirty or anything with private pages
667                  */
668                 if (invalidate_inode_page(p))
669                         ret = RECOVERED;
670                 else
671                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to invalidate\n",
672                                 pfn);
673         }
674         return ret;
675 }
676
677 /*
678  * Dirty pagecache page
679  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
680  * propagated.
681  */
682 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
683 {
684         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
685
686         SetPageError(p);
687         /* TBD: print more information about the file. */
688         if (mapping) {
689                 /*
690                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
691                  * who check the mapping.
692                  * This way the application knows that something went
693                  * wrong with its dirty file data.
694                  *
695                  * There's one open issue:
696                  *
697                  * The EIO will be only reported on the next IO
698                  * operation and then cleared through the IO map.
699                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
700                  * first through the AS_EIO flag in the address space
701                  * and then through the PageError flag in the page.
702                  * Since we drop pages on memory failure handling the
703                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
704                  *
705                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
706                  * the first operation that returns an error, while
707                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
708                  * when the page is reread or dropped.  If an
709                  * application assumes it will always get error on
710                  * fsync, but does other operations on the fd before
711                  * and the page is dropped between then the error
712                  * will not be properly reported.
713                  *
714                  * This can already happen even without hwpoisoned
715                  * pages: first on metadata IO errors (which only
716                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
717                  * at the wrong time.
718                  *
719                  * So right now we assume that the application DTRT on
720                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
721                  * of the kernel.
722                  */
723                 mapping_set_error(mapping, EIO);
724         }
725
726         return me_pagecache_clean(p, pfn);
727 }
728
729 /*
730  * Clean and dirty swap cache.
731  *
732  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
733  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
734  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
735  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
736  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
737  * and then
738  *      - clear dirty bit to prevent IO
739  *      - remove from LRU
740  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
741  *        a later page fault, we know the application is accessing
742  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
743  *        interception code in do_swap_page to catch it).
744  *
745  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
746  * bring in the known good data from disk.
747  */
748 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
749 {
750         ClearPageDirty(p);
751         /* Trigger EIO in shmem: */
752         ClearPageUptodate(p);
753
754         if (!delete_from_lru_cache(p))
755                 return DELAYED;
756         else
757                 return FAILED;
758 }
759
760 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
761 {
762         delete_from_swap_cache(p);
763
764         if (!delete_from_lru_cache(p))
765                 return RECOVERED;
766         else
767                 return FAILED;
768 }
769
770 /*
771  * Huge pages. Needs work.
772  * Issues:
773  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
774  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
775  */
776 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
777 {
778         int res = 0;
779         struct page *hpage = compound_head(p);
780         /*
781          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
782          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
783          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
784          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
785          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
786          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
787          * We assume that this function is called with page lock held,
788          * so there is no race between isolation and mapping/unmapping.
789          */
790         if (!(page_mapping(hpage) || PageAnon(hpage))) {
791                 res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
792                 if (!res)
793                         return RECOVERED;
794         }
795         return DELAYED;
796 }
797
798 /*
799  * Various page states we can handle.
800  *
801  * A page state is defined by its current page->flags bits.
802  * The table matches them in order and calls the right handler.
803  *
804  * This is quite tricky because we can access page at any time
805  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
806  *
807  * This is not complete. More states could be added.
808  * For any missing state don't attempt recovery.
809  */
810
811 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
812 #define sc              (1UL << PG_swapcache)
813 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
814 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
815 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
816 #define lru             (1UL << PG_lru)
817 #define swapbacked      (1UL << PG_swapbacked)
818 #define head            (1UL << PG_head)
819 #define tail            (1UL << PG_tail)
820 #define compound        (1UL << PG_compound)
821 #define slab            (1UL << PG_slab)
822 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
823
824 static struct page_state {
825         unsigned long mask;
826         unsigned long res;
827         enum action_page_type type;
828         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
829 } error_states[] = {
830         { reserved,     reserved,       MSG_KERNEL,     me_kernel },
831         /*
832          * free pages are specially detected outside this table:
833          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
834          */
835
836         /*
837          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
838          * currently unused objects without touching them. But just
839          * treat it as standard kernel for now.
840          */
841         { slab,         slab,           MSG_SLAB,       me_kernel },
842
843 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
844         { head,         head,           MSG_HUGE,               me_huge_page },
845         { tail,         tail,           MSG_HUGE,               me_huge_page },
846 #else
847         { compound,     compound,       MSG_HUGE,               me_huge_page },
848 #endif
849
850         { sc|dirty,     sc|dirty,       MSG_DIRTY_SWAPCACHE,    me_swapcache_dirty },
851         { sc|dirty,     sc,             MSG_CLEAN_SWAPCACHE,    me_swapcache_clean },
852
853         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,  me_pagecache_dirty },
854         { mlock|dirty,  mlock,          MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,  me_pagecache_clean },
855
856         { unevict|dirty, unevict|dirty, MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,      me_pagecache_dirty },
857         { unevict|dirty, unevict,       MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,      me_pagecache_clean },
858
859         { lru|dirty,    lru|dirty,      MSG_DIRTY_LRU,  me_pagecache_dirty },
860         { lru|dirty,    lru,            MSG_CLEAN_LRU,  me_pagecache_clean },
861
862         /*
863          * Catchall entry: must be at end.
864          */
865         { 0,            0,              MSG_UNKNOWN,    me_unknown },
866 };
867
868 #undef dirty
869 #undef sc
870 #undef unevict
871 #undef mlock
872 #undef writeback
873 #undef lru
874 #undef swapbacked
875 #undef head
876 #undef tail
877 #undef compound
878 #undef slab
879 #undef reserved
880
881 /*
882  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
883  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
884  */
885 static void action_result(unsigned long pfn, enum action_page_type type, int result)
886 {
887         pr_err("MCE %#lx: recovery action for %s: %s\n",
888                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
889 }
890
891 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
892                         unsigned long pfn)
893 {
894         int result;
895         int count;
896
897         result = ps->action(p, pfn);
898
899         count = page_count(p) - 1;
900         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == DELAYED)
901                 count--;
902         if (count != 0) {
903                 printk(KERN_ERR
904                        "MCE %#lx: %s still referenced by %d users\n",
905                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
906                 result = FAILED;
907         }
908         action_result(pfn, ps->type, result);
909
910         /* Could do more checks here if page looks ok */
911         /*
912          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
913          */
914
915         return (result == RECOVERED || result == DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
916 }
917
918 /*
919  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
920  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
921  */
922 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
923                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
924 {
925         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
926         struct address_space *mapping;
927         LIST_HEAD(tokill);
928         int ret;
929         int kill = 1, forcekill;
930         struct page *hpage = *hpagep;
931         struct page *ppage;
932
933         /*
934          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
935          * other types of pages.
936          */
937         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
938                 return SWAP_SUCCESS;
939         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
940                 return SWAP_SUCCESS;
941
942         /*
943          * This check implies we don't kill processes if their pages
944          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
945          */
946         if (!page_mapped(hpage))
947                 return SWAP_SUCCESS;
948
949         if (PageKsm(p)) {
950                 pr_err("MCE %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
951                 return SWAP_FAIL;
952         }
953
954         if (PageSwapCache(p)) {
955                 printk(KERN_ERR
956                        "MCE %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n", pfn);
957                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
958         }
959
960         /*
961          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
962          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
963          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
964          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
965          */
966         mapping = page_mapping(hpage);
967         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
968             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
969                 if (page_mkclean(hpage)) {
970                         SetPageDirty(hpage);
971                 } else {
972                         kill = 0;
973                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
974                         printk(KERN_INFO
975         "MCE %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
976                                 pfn);
977                 }
978         }
979
980         /*
981          * ppage: poisoned page
982          *   if p is regular page(4k page)
983          *        ppage == real poisoned page;
984          *   else p is hugetlb or THP, ppage == head page.
985          */
986         ppage = hpage;
987
988         if (PageTransHuge(hpage)) {
989                 /*
990                  * Verify that this isn't a hugetlbfs head page, the check for
991                  * PageAnon is just for avoid tripping a split_huge_page
992                  * internal debug check, as split_huge_page refuses to deal with
993                  * anything that isn't an anon page. PageAnon can't go away fro
994                  * under us because we hold a refcount on the hpage, without a
995                  * refcount on the hpage. split_huge_page can't be safely called
996                  * in the first place, having a refcount on the tail isn't
997                  * enough * to be safe.
998                  */
999                 if (!PageHuge(hpage) && PageAnon(hpage)) {
1000                         if (unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1001                                 /*
1002                                  * FIXME: if splitting THP is failed, it is
1003                                  * better to stop the following operation rather
1004                                  * than causing panic by unmapping. System might
1005                                  * survive if the page is freed later.
1006                                  */
1007                                 printk(KERN_INFO
1008                                         "MCE %#lx: failed to split THP\n", pfn);
1009
1010                                 BUG_ON(!PageHWPoison(p));
1011                                 return SWAP_FAIL;
1012                         }
1013                         /*
1014                          * We pinned the head page for hwpoison handling,
1015                          * now we split the thp and we are interested in
1016                          * the hwpoisoned raw page, so move the refcount
1017                          * to it. Similarly, page lock is shifted.
1018                          */
1019                         if (hpage != p) {
1020                                 if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED)) {
1021                                         put_page(hpage);
1022                                         get_page(p);
1023                                 }
1024                                 lock_page(p);
1025                                 unlock_page(hpage);
1026                                 *hpagep = p;
1027                         }
1028                         /* THP is split, so ppage should be the real poisoned page. */
1029                         ppage = p;
1030                 }
1031         }
1032
1033         /*
1034          * First collect all the processes that have the page
1035          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1036          * because ttu takes the rmap data structures down.
1037          *
1038          * Error handling: We ignore errors here because
1039          * there's nothing that can be done.
1040          */
1041         if (kill)
1042                 collect_procs(ppage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1043
1044         ret = try_to_unmap(ppage, ttu);
1045         if (ret != SWAP_SUCCESS)
1046                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1047                                 pfn, page_mapcount(ppage));
1048
1049         /*
1050          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1051          * struct page and all unmaps done we can decide if
1052          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1053          * was dirty or the process is not restartable,
1054          * otherwise the tokill list is merely
1055          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1056          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1057          * any accesses to the poisoned memory.
1058          */
1059         forcekill = PageDirty(ppage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1060         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno,
1061                       ret != SWAP_SUCCESS, p, pfn, flags);
1062
1063         return ret;
1064 }
1065
1066 static void set_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1067 {
1068         int i;
1069         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1070         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1071                 SetPageHWPoison(hpage + i);
1072 }
1073
1074 static void clear_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1075 {
1076         int i;
1077         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1078         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1079                 ClearPageHWPoison(hpage + i);
1080 }
1081
1082 /**
1083  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1084  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1085  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1086  * @flags: fine tune action taken
1087  *
1088  * This function is called by the low level machine check code
1089  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1090  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1091  * dropping pages, killing processes etc.
1092  *
1093  * The function is primarily of use for corruptions that
1094  * happen outside the current execution context (e.g. when
1095  * detected by a background scrubber)
1096  *
1097  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1098  * enabled and no spinlocks hold.
1099  */
1100 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1101 {
1102         struct page_state *ps;
1103         struct page *p;
1104         struct page *hpage;
1105         int res;
1106         unsigned int nr_pages;
1107         unsigned long page_flags;
1108
1109         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1110                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1111
1112         if (!pfn_valid(pfn)) {
1113                 printk(KERN_ERR
1114                        "MCE %#lx: memory outside kernel control\n",
1115                        pfn);
1116                 return -ENXIO;
1117         }
1118
1119         p = pfn_to_page(pfn);
1120         hpage = compound_head(p);
1121         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1122                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: already hardware poisoned\n", pfn);
1123                 return 0;
1124         }
1125
1126         /*
1127          * Currently errors on hugetlbfs pages are measured in hugepage units,
1128          * so nr_pages should be 1 << compound_order.  OTOH when errors are on
1129          * transparent hugepages, they are supposed to be split and error
1130          * measurement is done in normal page units.  So nr_pages should be one
1131          * in this case.
1132          */
1133         if (PageHuge(p))
1134                 nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1135         else /* normal page or thp */
1136                 nr_pages = 1;
1137         atomic_long_add(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1138
1139         /*
1140          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1141          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1142          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1143          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1144          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1145          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1146          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1147          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1148          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1149          *    used and will be freed some time later.
1150          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1151          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1152          */
1153         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) &&
1154                 !get_page_unless_zero(hpage)) {
1155                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1156                         action_result(pfn, MSG_BUDDY, DELAYED);
1157                         return 0;
1158                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1159                         /*
1160                          * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1161                          */
1162                         lock_page(hpage);
1163                         if (PageHWPoison(hpage)) {
1164                                 if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1165                                     || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1166                                         atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1167                                         unlock_page(hpage);
1168                                         return 0;
1169                                 }
1170                         }
1171                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1172                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1173                         action_result(pfn, MSG_FREE_HUGE,
1174                                       res ? IGNORED : DELAYED);
1175                         unlock_page(hpage);
1176                         return res;
1177                 } else {
1178                         action_result(pfn, MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, IGNORED);
1179                         return -EBUSY;
1180                 }
1181         }
1182
1183         /*
1184          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1185          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1186          * - to avoid races with __set_page_locked()
1187          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1188          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1189          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1190          */
1191         if (!PageHuge(p)) {
1192                 if (!PageLRU(hpage))
1193                         shake_page(hpage, 0);
1194                 if (!PageLRU(hpage)) {
1195                         /*
1196                          * shake_page could have turned it free.
1197                          */
1198                         if (is_free_buddy_page(p)) {
1199                                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1200                                         action_result(pfn, MSG_BUDDY, DELAYED);
1201                                 else
1202                                         action_result(pfn, MSG_BUDDY_2ND,
1203                                                       DELAYED);
1204                                 return 0;
1205                         }
1206                 }
1207         }
1208
1209         lock_page(hpage);
1210
1211         /*
1212          * The page could have changed compound pages during the locking.
1213          * If this happens just bail out.
1214          */
1215         if (compound_head(p) != hpage) {
1216                 action_result(pfn, MSG_DIFFERENT_COMPOUND, IGNORED);
1217                 res = -EBUSY;
1218                 goto out;
1219         }
1220
1221         /*
1222          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1223          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1224          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1225          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1226          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1227          */
1228         page_flags = p->flags;
1229
1230         /*
1231          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1232          */
1233         if (!PageHWPoison(p)) {
1234                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1235                 atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1236                 put_page(hpage);
1237                 res = 0;
1238                 goto out;
1239         }
1240         if (hwpoison_filter(p)) {
1241                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1242                         atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1243                 unlock_page(hpage);
1244                 put_page(hpage);
1245                 return 0;
1246         }
1247
1248         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1249                 goto identify_page_state;
1250
1251         /*
1252          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1253          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1254          */
1255         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1256                 action_result(pfn, MSG_POISONED_HUGE, IGNORED);
1257                 unlock_page(hpage);
1258                 put_page(hpage);
1259                 return 0;
1260         }
1261         /*
1262          * Set PG_hwpoison on all pages in an error hugepage,
1263          * because containment is done in hugepage unit for now.
1264          * Since we have done TestSetPageHWPoison() for the head page with
1265          * page lock held, we can safely set PG_hwpoison bits on tail pages.
1266          */
1267         if (PageHuge(p))
1268                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1269
1270         /*
1271          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1272          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1273          */
1274         wait_on_page_writeback(p);
1275
1276         /*
1277          * Now take care of user space mappings.
1278          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1279          *
1280          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1281          * page after thp split.
1282          */
1283         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)
1284             != SWAP_SUCCESS) {
1285                 action_result(pfn, MSG_UNMAP_FAILED, IGNORED);
1286                 res = -EBUSY;
1287                 goto out;
1288         }
1289
1290         /*
1291          * Torn down by someone else?
1292          */
1293         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1294                 action_result(pfn, MSG_TRUNCATED_LRU, IGNORED);
1295                 res = -EBUSY;
1296                 goto out;
1297         }
1298
1299 identify_page_state:
1300         res = -EBUSY;
1301         /*
1302          * The first check uses the current page flags which may not have any
1303          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1304          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1305          */
1306         for (ps = error_states;; ps++)
1307                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1308                         break;
1309
1310         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1311
1312         if (!ps->mask)
1313                 for (ps = error_states;; ps++)
1314                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1315                                 break;
1316         res = page_action(ps, p, pfn);
1317 out:
1318         unlock_page(hpage);
1319         return res;
1320 }
1321 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1322
1323 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1324 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1325
1326 struct memory_failure_entry {
1327         unsigned long pfn;
1328         int trapno;
1329         int flags;
1330 };
1331
1332 struct memory_failure_cpu {
1333         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1334                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1335         spinlock_t lock;
1336         struct work_struct work;
1337 };
1338
1339 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1340
1341 /**
1342  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1343  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1344  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1345  * @flags: Flags for memory failure handling
1346  *
1347  * This function is called by the low level hardware error handler
1348  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1349  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1350  * processes etc.
1351  *
1352  * The function is primarily of use for corruptions that
1353  * happen outside the current execution context (e.g. when
1354  * detected by a background scrubber)
1355  *
1356  * Can run in IRQ context.
1357  */
1358 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1359 {
1360         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1361         unsigned long proc_flags;
1362         struct memory_failure_entry entry = {
1363                 .pfn =          pfn,
1364                 .trapno =       trapno,
1365                 .flags =        flags,
1366         };
1367
1368         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1369         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1370         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1371                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1372         else
1373                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1374                        pfn);
1375         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1376         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1377 }
1378 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1379
1380 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1381 {
1382         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1383         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1384         unsigned long proc_flags;
1385         int gotten;
1386
1387         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1388         for (;;) {
1389                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1390                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1391                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1392                 if (!gotten)
1393                         break;
1394                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1395                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1396                 else
1397                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1398         }
1399 }
1400
1401 static int __init memory_failure_init(void)
1402 {
1403         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1404         int cpu;
1405
1406         for_each_possible_cpu(cpu) {
1407                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1408                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1409                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1410                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1411         }
1412
1413         return 0;
1414 }
1415 core_initcall(memory_failure_init);
1416
1417 /**
1418  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1419  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1420  *
1421  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1422  * memory_failure() earlier.
1423  *
1424  * This is only done on the software-level, so it only works
1425  * for linux injected failures, not real hardware failures
1426  *
1427  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1428  */
1429 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1430 {
1431         struct page *page;
1432         struct page *p;
1433         int freeit = 0;
1434         unsigned int nr_pages;
1435
1436         if (!pfn_valid(pfn))
1437                 return -ENXIO;
1438
1439         p = pfn_to_page(pfn);
1440         page = compound_head(p);
1441
1442         if (!PageHWPoison(p)) {
1443                 pr_info("MCE: Page was already unpoisoned %#lx\n", pfn);
1444                 return 0;
1445         }
1446
1447         /*
1448          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1449          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1450          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1451          */
1452         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1453                 pr_info("MCE: Memory failure is now running on %#lx\n", pfn);
1454                         return 0;
1455         }
1456
1457         nr_pages = 1 << compound_order(page);
1458
1459         if (!get_page_unless_zero(page)) {
1460                 /*
1461                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1462                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1463                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1464                  * to the end.
1465                  */
1466                 if (PageHuge(page)) {
1467                         pr_info("MCE: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n", pfn);
1468                         return 0;
1469                 }
1470                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1471                         atomic_long_dec(&num_poisoned_pages);
1472                 pr_info("MCE: Software-unpoisoned free page %#lx\n", pfn);
1473                 return 0;
1474         }
1475
1476         lock_page(page);
1477         /*
1478          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1479          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1480          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1481          * the free buddy page pool.
1482          */
1483         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1484                 pr_info("MCE: Software-unpoisoned page %#lx\n", pfn);
1485                 atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1486                 freeit = 1;
1487                 if (PageHuge(page))
1488                         clear_page_hwpoison_huge_page(page);
1489         }
1490         unlock_page(page);
1491
1492         put_page(page);
1493         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1494                 put_page(page);
1495
1496         return 0;
1497 }
1498 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1499
1500 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1501 {
1502         int nid = page_to_nid(p);
1503         if (PageHuge(p))
1504                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1505                                                    nid);
1506         else
1507                 return alloc_pages_exact_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1508 }
1509
1510 /*
1511  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1512  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1513  * that is not free, and 1 for any other page type.
1514  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1515  */
1516 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1517 {
1518         int ret;
1519
1520         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1521                 return 1;
1522
1523         /*
1524          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1525          * from free hugepage list.
1526          */
1527         if (!get_page_unless_zero(compound_head(p))) {
1528                 if (PageHuge(p)) {
1529                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1530                         ret = 0;
1531                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1532                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1533                         ret = 0;
1534                 } else {
1535                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1536                                 __func__, pfn, p->flags);
1537                         ret = -EIO;
1538                 }
1539         } else {
1540                 /* Not a free page */
1541                 ret = 1;
1542         }
1543         return ret;
1544 }
1545
1546 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1547 {
1548         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1549
1550         if (ret == 1 && !PageHuge(page) && !PageLRU(page)) {
1551                 /*
1552                  * Try to free it.
1553                  */
1554                 put_page(page);
1555                 shake_page(page, 1);
1556
1557                 /*
1558                  * Did it turn free?
1559                  */
1560                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1561                 if (!PageLRU(page)) {
1562                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1563                                 pfn, page->flags);
1564                         return -EIO;
1565                 }
1566         }
1567         return ret;
1568 }
1569
1570 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1571 {
1572         int ret;
1573         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1574         struct page *hpage = compound_head(page);
1575         LIST_HEAD(pagelist);
1576
1577         /*
1578          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1579          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1580          */
1581         lock_page(hpage);
1582         if (PageHWPoison(hpage)) {
1583                 unlock_page(hpage);
1584                 put_page(hpage);
1585                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1586                 return -EBUSY;
1587         }
1588         unlock_page(hpage);
1589
1590         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1591         if (ret) {
1592                 /*
1593                  * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1594                  * so need to drop one here.
1595                  */
1596                 put_page(hpage);
1597         } else {
1598                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1599                 return -EBUSY;
1600         }
1601
1602         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1603                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1604         if (ret) {
1605                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1606                         pfn, ret, page->flags);
1607                 /*
1608                  * We know that soft_offline_huge_page() tries to migrate
1609                  * only one hugepage pointed to by hpage, so we need not
1610                  * run through the pagelist here.
1611                  */
1612                 putback_active_hugepage(hpage);
1613                 if (ret > 0)
1614                         ret = -EIO;
1615         } else {
1616                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1617                 if (PageHuge(page)) {
1618                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1619                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1620                         atomic_long_add(1 << compound_order(hpage),
1621                                         &num_poisoned_pages);
1622                 } else {
1623                         SetPageHWPoison(page);
1624                         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1625                 }
1626         }
1627         return ret;
1628 }
1629
1630 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1631 {
1632         int ret;
1633         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1634
1635         /*
1636          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1637          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1638          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1639          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1640          */
1641         lock_page(page);
1642         wait_on_page_writeback(page);
1643         if (PageHWPoison(page)) {
1644                 unlock_page(page);
1645                 put_page(page);
1646                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1647                 return -EBUSY;
1648         }
1649         /*
1650          * Try to invalidate first. This should work for
1651          * non dirty unmapped page cache pages.
1652          */
1653         ret = invalidate_inode_page(page);
1654         unlock_page(page);
1655         /*
1656          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1657          * would need to fix isolation locking first.
1658          */
1659         if (ret == 1) {
1660                 put_page(page);
1661                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1662                 SetPageHWPoison(page);
1663                 atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1664                 return 0;
1665         }
1666
1667         /*
1668          * Simple invalidation didn't work.
1669          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1670          * handles a large number of cases for us.
1671          */
1672         ret = isolate_lru_page(page);
1673         /*
1674          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1675          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1676          */
1677         put_page(page);
1678         if (!ret) {
1679                 LIST_HEAD(pagelist);
1680                 inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1681                                         page_is_file_cache(page));
1682                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1683                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1684                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1685                 if (ret) {
1686                         if (!list_empty(&pagelist)) {
1687                                 list_del(&page->lru);
1688                                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1689                                                 page_is_file_cache(page));
1690                                 putback_lru_page(page);
1691                         }
1692
1693                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1694                                 pfn, ret, page->flags);
1695                         if (ret > 0)
1696                                 ret = -EIO;
1697                 } else {
1698                         /*
1699                          * After page migration succeeds, the source page can
1700                          * be trapped in pagevec and actual freeing is delayed.
1701                          * Freeing code works differently based on PG_hwpoison,
1702                          * so there's a race. We need to make sure that the
1703                          * source page should be freed back to buddy before
1704                          * setting PG_hwpoison.
1705                          */
1706                         if (!is_free_buddy_page(page))
1707                                 drain_all_pages(page_zone(page));
1708                         SetPageHWPoison(page);
1709                         if (!is_free_buddy_page(page))
1710                                 pr_info("soft offline: %#lx: page leaked\n",
1711                                         pfn);
1712                         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1713                 }
1714         } else {
1715                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1716                         pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1717         }
1718         return ret;
1719 }
1720
1721 /**
1722  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1723  * @page: page to offline
1724  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1725  *
1726  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1727  *
1728  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1729  * without killing anything. This is for the case when
1730  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1731  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1732  * out.
1733  *
1734  * The actual policy on when to do that is maintained by
1735  * user space.
1736  *
1737  * This should never impact any application or cause data loss,
1738  * however it might take some time.
1739  *
1740  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1741  * ``good enough'' for the majority of memory.
1742  */
1743 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1744 {
1745         int ret;
1746         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1747         struct page *hpage = compound_head(page);
1748
1749         if (PageHWPoison(page)) {
1750                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1751                 return -EBUSY;
1752         }
1753         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1754                 if (PageAnon(hpage) && unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1755                         pr_info("soft offline: %#lx: failed to split THP\n",
1756                                 pfn);
1757                         return -EBUSY;
1758                 }
1759         }
1760
1761         get_online_mems();
1762
1763         /*
1764          * Isolate the page, so that it doesn't get reallocated if it
1765          * was free. This flag should be kept set until the source page
1766          * is freed and PG_hwpoison on it is set.
1767          */
1768         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
1769                 set_migratetype_isolate(page, true);
1770
1771         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1772         put_online_mems();
1773         if (ret > 0) { /* for in-use pages */
1774                 if (PageHuge(page))
1775                         ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1776                 else
1777                         ret = __soft_offline_page(page, flags);
1778         } else if (ret == 0) { /* for free pages */
1779                 if (PageHuge(page)) {
1780                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1781                         if (!dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage))
1782                                 atomic_long_add(1 << compound_order(hpage),
1783                                         &num_poisoned_pages);
1784                 } else {
1785                         if (!TestSetPageHWPoison(page))
1786                                 atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1787                 }
1788         }
1789         unset_migratetype_isolate(page, MIGRATE_MOVABLE);
1790         return ret;
1791 }