Merge remote-tracking branch 'asoc/topic/simple' into asoc-next
[cascardo/linux.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 <linux/ratelimit.h>
60 #include "internal.h"
61 #include "ras/ras_event.h"
62
63 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
64
65 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
66
67 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
68
69 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
70
71 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
72 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
73 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
74 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
75 u64 hwpoison_filter_flags_value;
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
80 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
81
82 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
83 {
84         struct address_space *mapping;
85         dev_t dev;
86
87         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
88             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
89                 return 0;
90
91         /*
92          * page_mapping() does not accept slab pages.
93          */
94         if (PageSlab(p))
95                 return -EINVAL;
96
97         mapping = page_mapping(p);
98         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
99                 return -EINVAL;
100
101         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
102         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
103             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
104                 return -EINVAL;
105         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
106             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
107                 return -EINVAL;
108
109         return 0;
110 }
111
112 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
113 {
114         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
115                 return 0;
116
117         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
118                                     hwpoison_filter_flags_value)
119                 return 0;
120         else
121                 return -EINVAL;
122 }
123
124 /*
125  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
126  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
127  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
128  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
129  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
130  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
131  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
132  * a freed page.
133  */
134 #ifdef CONFIG_MEMCG
135 u64 hwpoison_filter_memcg;
136 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
137 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
138 {
139         if (!hwpoison_filter_memcg)
140                 return 0;
141
142         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
143                 return -EINVAL;
144
145         return 0;
146 }
147 #else
148 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
149 #endif
150
151 int hwpoison_filter(struct page *p)
152 {
153         if (!hwpoison_filter_enable)
154                 return 0;
155
156         if (hwpoison_filter_dev(p))
157                 return -EINVAL;
158
159         if (hwpoison_filter_flags(p))
160                 return -EINVAL;
161
162         if (hwpoison_filter_task(p))
163                 return -EINVAL;
164
165         return 0;
166 }
167 #else
168 int hwpoison_filter(struct page *p)
169 {
170         return 0;
171 }
172 #endif
173
174 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
175
176 /*
177  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
178  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
179  * ``action required'' if error happened in current execution context
180  */
181 static int kill_proc(struct task_struct *t, unsigned long addr, int trapno,
182                         unsigned long pfn, struct page *page, int flags)
183 {
184         struct siginfo si;
185         int ret;
186
187         pr_err("MCE %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
188                pfn, t->comm, t->pid);
189         si.si_signo = SIGBUS;
190         si.si_errno = 0;
191         si.si_addr = (void *)addr;
192 #ifdef __ARCH_SI_TRAPNO
193         si.si_trapno = trapno;
194 #endif
195         si.si_addr_lsb = compound_order(compound_head(page)) + PAGE_SHIFT;
196
197         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
198                 si.si_code = BUS_MCEERR_AR;
199                 ret = force_sig_info(SIGBUS, &si, current);
200         } else {
201                 /*
202                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
203                  * can be temporarily blocked.
204                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
205                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
206                  */
207                 si.si_code = BUS_MCEERR_AO;
208                 ret = send_sig_info(SIGBUS, &si, t);  /* synchronous? */
209         }
210         if (ret < 0)
211                 pr_info("MCE: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
212                         t->comm, t->pid, ret);
213         return ret;
214 }
215
216 /*
217  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
218  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
219  */
220 void shake_page(struct page *p, int access)
221 {
222         if (!PageSlab(p)) {
223                 lru_add_drain_all();
224                 if (PageLRU(p))
225                         return;
226                 drain_all_pages(page_zone(p));
227                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
228                         return;
229         }
230
231         /*
232          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
233          * other caches) if access is not potentially fatal.
234          */
235         if (access)
236                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
237 }
238 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
239
240 /*
241  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
242  * the page.
243  *
244  * General strategy:
245  * Find all processes having the page mapped and kill them.
246  * But we keep a page reference around so that the page is not
247  * actually freed yet.
248  * Then stash the page away
249  *
250  * There's no convenient way to get back to mapped processes
251  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
252  * running processes.
253  *
254  * Remember that machine checks are not common (or rather
255  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
256  * be a performance issue.
257  *
258  * Also there are some races possible while we get from the
259  * error detection to actually handle it.
260  */
261
262 struct to_kill {
263         struct list_head nd;
264         struct task_struct *tsk;
265         unsigned long addr;
266         char addr_valid;
267 };
268
269 /*
270  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
271  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
272  */
273
274 /*
275  * Schedule a process for later kill.
276  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
277  * TBD would GFP_NOIO be enough?
278  */
279 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
280                        struct vm_area_struct *vma,
281                        struct list_head *to_kill,
282                        struct to_kill **tkc)
283 {
284         struct to_kill *tk;
285
286         if (*tkc) {
287                 tk = *tkc;
288                 *tkc = NULL;
289         } else {
290                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
291                 if (!tk) {
292                         pr_err("MCE: Out of memory while machine check handling\n");
293                         return;
294                 }
295         }
296         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
297         tk->addr_valid = 1;
298
299         /*
300          * In theory we don't have to kill when the page was
301          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
302          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
303          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
304          */
305         if (tk->addr == -EFAULT) {
306                 pr_info("MCE: Unable to find user space address %lx in %s\n",
307                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
308                 tk->addr_valid = 0;
309         }
310         get_task_struct(tsk);
311         tk->tsk = tsk;
312         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
313 }
314
315 /*
316  * Kill the processes that have been collected earlier.
317  *
318  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
319  * (this is used for clean pages which do not need killing)
320  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
321  * wrong earlier.
322  */
323 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, int trapno,
324                           int fail, struct page *page, unsigned long pfn,
325                           int flags)
326 {
327         struct to_kill *tk, *next;
328
329         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
330                 if (forcekill) {
331                         /*
332                          * In case something went wrong with munmapping
333                          * make sure the process doesn't catch the
334                          * signal and then access the memory. Just kill it.
335                          */
336                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
337                                 pr_err("MCE %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
338                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
339                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
340                         }
341
342                         /*
343                          * In theory the process could have mapped
344                          * something else on the address in-between. We could
345                          * check for that, but we need to tell the
346                          * process anyways.
347                          */
348                         else if (kill_proc(tk->tsk, tk->addr, trapno,
349                                               pfn, page, flags) < 0)
350                                 pr_err("MCE %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
351                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
352                 }
353                 put_task_struct(tk->tsk);
354                 kfree(tk);
355         }
356 }
357
358 /*
359  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
360  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
361  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
362  *
363  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
364  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
365  */
366 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
367 {
368         struct task_struct *t;
369
370         for_each_thread(tsk, t)
371                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
372                         return t;
373         return NULL;
374 }
375
376 /*
377  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
378  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
379  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
380  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
381  */
382 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
383                                            int force_early)
384 {
385         struct task_struct *t;
386         if (!tsk->mm)
387                 return NULL;
388         if (force_early)
389                 return tsk;
390         t = find_early_kill_thread(tsk);
391         if (t)
392                 return t;
393         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
394                 return tsk;
395         return NULL;
396 }
397
398 /*
399  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
400  */
401 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
402                               struct to_kill **tkc, int force_early)
403 {
404         struct vm_area_struct *vma;
405         struct task_struct *tsk;
406         struct anon_vma *av;
407         pgoff_t pgoff;
408
409         av = page_lock_anon_vma_read(page);
410         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
411                 return;
412
413         pgoff = page_to_pgoff(page);
414         read_lock(&tasklist_lock);
415         for_each_process (tsk) {
416                 struct anon_vma_chain *vmac;
417                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
418
419                 if (!t)
420                         continue;
421                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
422                                                pgoff, pgoff) {
423                         vma = vmac->vma;
424                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
425                                 continue;
426                         if (vma->vm_mm == t->mm)
427                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
428                 }
429         }
430         read_unlock(&tasklist_lock);
431         page_unlock_anon_vma_read(av);
432 }
433
434 /*
435  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
436  */
437 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
438                               struct to_kill **tkc, int force_early)
439 {
440         struct vm_area_struct *vma;
441         struct task_struct *tsk;
442         struct address_space *mapping = page->mapping;
443
444         i_mmap_lock_read(mapping);
445         read_lock(&tasklist_lock);
446         for_each_process(tsk) {
447                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
448                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
449
450                 if (!t)
451                         continue;
452                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
453                                       pgoff) {
454                         /*
455                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
456                          * the page but the corrupted page is not necessarily
457                          * mapped it in its pte.
458                          * Assume applications who requested early kill want
459                          * to be informed of all such data corruptions.
460                          */
461                         if (vma->vm_mm == t->mm)
462                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
463                 }
464         }
465         read_unlock(&tasklist_lock);
466         i_mmap_unlock_read(mapping);
467 }
468
469 /*
470  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
471  * This is done in two steps for locking reasons.
472  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
473  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
474  */
475 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
476                                 int force_early)
477 {
478         struct to_kill *tk;
479
480         if (!page->mapping)
481                 return;
482
483         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
484         if (!tk)
485                 return;
486         if (PageAnon(page))
487                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
488         else
489                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
490         kfree(tk);
491 }
492
493 static const char *action_name[] = {
494         [MF_IGNORED] = "Ignored",
495         [MF_FAILED] = "Failed",
496         [MF_DELAYED] = "Delayed",
497         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
498 };
499
500 static const char * const action_page_types[] = {
501         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
502         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
503         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
504         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
505         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
506         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
507         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
508         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
509         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
510         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
511         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
512         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
513         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
514         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
515         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
516         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
517         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
518         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
519         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
520         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
521 };
522
523 /*
524  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
525  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
526  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
527  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
528  */
529 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
530 {
531         if (!isolate_lru_page(p)) {
532                 /*
533                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
534                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
535                  */
536                 ClearPageActive(p);
537                 ClearPageUnevictable(p);
538                 /*
539                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
540                  */
541                 put_page(p);
542                 return 0;
543         }
544         return -EIO;
545 }
546
547 /*
548  * Error hit kernel page.
549  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
550  * could be more sophisticated.
551  */
552 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
553 {
554         return MF_IGNORED;
555 }
556
557 /*
558  * Page in unknown state. Do nothing.
559  */
560 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
561 {
562         pr_err("MCE %#lx: Unknown page state\n", pfn);
563         return MF_FAILED;
564 }
565
566 /*
567  * Clean (or cleaned) page cache page.
568  */
569 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
570 {
571         int err;
572         int ret = MF_FAILED;
573         struct address_space *mapping;
574
575         delete_from_lru_cache(p);
576
577         /*
578          * For anonymous pages we're done the only reference left
579          * should be the one m_f() holds.
580          */
581         if (PageAnon(p))
582                 return MF_RECOVERED;
583
584         /*
585          * Now truncate the page in the page cache. This is really
586          * more like a "temporary hole punch"
587          * Don't do this for block devices when someone else
588          * has a reference, because it could be file system metadata
589          * and that's not safe to truncate.
590          */
591         mapping = page_mapping(p);
592         if (!mapping) {
593                 /*
594                  * Page has been teared down in the meanwhile
595                  */
596                 return MF_FAILED;
597         }
598
599         /*
600          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
601          *
602          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
603          */
604         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
605                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
606                 if (err != 0) {
607                         pr_info("MCE %#lx: Failed to punch page: %d\n",
608                                 pfn, err);
609                 } else if (page_has_private(p) &&
610                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
611                         pr_info("MCE %#lx: failed to release buffers\n", pfn);
612                 } else {
613                         ret = MF_RECOVERED;
614                 }
615         } else {
616                 /*
617                  * If the file system doesn't support it just invalidate
618                  * This fails on dirty or anything with private pages
619                  */
620                 if (invalidate_inode_page(p))
621                         ret = MF_RECOVERED;
622                 else
623                         pr_info("MCE %#lx: Failed to invalidate\n", pfn);
624         }
625         return ret;
626 }
627
628 /*
629  * Dirty pagecache page
630  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
631  * propagated.
632  */
633 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
634 {
635         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
636
637         SetPageError(p);
638         /* TBD: print more information about the file. */
639         if (mapping) {
640                 /*
641                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
642                  * who check the mapping.
643                  * This way the application knows that something went
644                  * wrong with its dirty file data.
645                  *
646                  * There's one open issue:
647                  *
648                  * The EIO will be only reported on the next IO
649                  * operation and then cleared through the IO map.
650                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
651                  * first through the AS_EIO flag in the address space
652                  * and then through the PageError flag in the page.
653                  * Since we drop pages on memory failure handling the
654                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
655                  *
656                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
657                  * the first operation that returns an error, while
658                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
659                  * when the page is reread or dropped.  If an
660                  * application assumes it will always get error on
661                  * fsync, but does other operations on the fd before
662                  * and the page is dropped between then the error
663                  * will not be properly reported.
664                  *
665                  * This can already happen even without hwpoisoned
666                  * pages: first on metadata IO errors (which only
667                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
668                  * at the wrong time.
669                  *
670                  * So right now we assume that the application DTRT on
671                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
672                  * of the kernel.
673                  */
674                 mapping_set_error(mapping, EIO);
675         }
676
677         return me_pagecache_clean(p, pfn);
678 }
679
680 /*
681  * Clean and dirty swap cache.
682  *
683  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
684  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
685  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
686  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
687  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
688  * and then
689  *      - clear dirty bit to prevent IO
690  *      - remove from LRU
691  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
692  *        a later page fault, we know the application is accessing
693  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
694  *        interception code in do_swap_page to catch it).
695  *
696  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
697  * bring in the known good data from disk.
698  */
699 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
700 {
701         ClearPageDirty(p);
702         /* Trigger EIO in shmem: */
703         ClearPageUptodate(p);
704
705         if (!delete_from_lru_cache(p))
706                 return MF_DELAYED;
707         else
708                 return MF_FAILED;
709 }
710
711 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
712 {
713         delete_from_swap_cache(p);
714
715         if (!delete_from_lru_cache(p))
716                 return MF_RECOVERED;
717         else
718                 return MF_FAILED;
719 }
720
721 /*
722  * Huge pages. Needs work.
723  * Issues:
724  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
725  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
726  */
727 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
728 {
729         int res = 0;
730         struct page *hpage = compound_head(p);
731
732         if (!PageHuge(hpage))
733                 return MF_DELAYED;
734
735         /*
736          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
737          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
738          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
739          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
740          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
741          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
742          * We assume that this function is called with page lock held,
743          * so there is no race between isolation and mapping/unmapping.
744          */
745         if (!(page_mapping(hpage) || PageAnon(hpage))) {
746                 res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
747                 if (!res)
748                         return MF_RECOVERED;
749         }
750         return MF_DELAYED;
751 }
752
753 /*
754  * Various page states we can handle.
755  *
756  * A page state is defined by its current page->flags bits.
757  * The table matches them in order and calls the right handler.
758  *
759  * This is quite tricky because we can access page at any time
760  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
761  *
762  * This is not complete. More states could be added.
763  * For any missing state don't attempt recovery.
764  */
765
766 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
767 #define sc              (1UL << PG_swapcache)
768 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
769 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
770 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
771 #define lru             (1UL << PG_lru)
772 #define swapbacked      (1UL << PG_swapbacked)
773 #define head            (1UL << PG_head)
774 #define slab            (1UL << PG_slab)
775 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
776
777 static struct page_state {
778         unsigned long mask;
779         unsigned long res;
780         enum mf_action_page_type type;
781         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
782 } error_states[] = {
783         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
784         /*
785          * free pages are specially detected outside this table:
786          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
787          */
788
789         /*
790          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
791          * currently unused objects without touching them. But just
792          * treat it as standard kernel for now.
793          */
794         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
795
796         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
797
798         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
799         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
800
801         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
802         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
803
804         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
805         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
806
807         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
808         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
809
810         /*
811          * Catchall entry: must be at end.
812          */
813         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
814 };
815
816 #undef dirty
817 #undef sc
818 #undef unevict
819 #undef mlock
820 #undef writeback
821 #undef lru
822 #undef swapbacked
823 #undef head
824 #undef slab
825 #undef reserved
826
827 /*
828  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
829  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
830  */
831 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
832                           enum mf_result result)
833 {
834         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
835
836         pr_err("MCE %#lx: recovery action for %s: %s\n",
837                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
838 }
839
840 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
841                         unsigned long pfn)
842 {
843         int result;
844         int count;
845
846         result = ps->action(p, pfn);
847
848         count = page_count(p) - 1;
849         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
850                 count--;
851         if (count != 0) {
852                 pr_err("MCE %#lx: %s still referenced by %d users\n",
853                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
854                 result = MF_FAILED;
855         }
856         action_result(pfn, ps->type, result);
857
858         /* Could do more checks here if page looks ok */
859         /*
860          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
861          */
862
863         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
864 }
865
866 /**
867  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
868  * @page:       raw error page (hit by memory error)
869  *
870  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
871  * non-zero value.)
872  */
873 int get_hwpoison_page(struct page *page)
874 {
875         struct page *head = compound_head(page);
876
877         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
878                 /*
879                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
880                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
881                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
882                  * tries to touch the "partially handled" page.
883                  */
884                 if (!PageAnon(head)) {
885                         pr_err("MCE: %#lx: non anonymous thp\n",
886                                 page_to_pfn(page));
887                         return 0;
888                 }
889         }
890
891         if (get_page_unless_zero(head)) {
892                 if (head == compound_head(page))
893                         return 1;
894
895                 pr_info("MCE: %#lx cannot catch tail\n", page_to_pfn(page));
896                 put_page(head);
897         }
898
899         return 0;
900 }
901 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
902
903 /*
904  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
905  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
906  */
907 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
908                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
909 {
910         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
911         struct address_space *mapping;
912         LIST_HEAD(tokill);
913         int ret;
914         int kill = 1, forcekill;
915         struct page *hpage = *hpagep;
916
917         /*
918          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
919          * other types of pages.
920          */
921         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
922                 return SWAP_SUCCESS;
923         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
924                 return SWAP_SUCCESS;
925
926         /*
927          * This check implies we don't kill processes if their pages
928          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
929          */
930         if (!page_mapped(hpage))
931                 return SWAP_SUCCESS;
932
933         if (PageKsm(p)) {
934                 pr_err("MCE %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
935                 return SWAP_FAIL;
936         }
937
938         if (PageSwapCache(p)) {
939                 pr_err("MCE %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n", pfn);
940                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
941         }
942
943         /*
944          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
945          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
946          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
947          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
948          */
949         mapping = page_mapping(hpage);
950         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
951             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
952                 if (page_mkclean(hpage)) {
953                         SetPageDirty(hpage);
954                 } else {
955                         kill = 0;
956                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
957                         pr_info("MCE %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
958                                 pfn);
959                 }
960         }
961
962         /*
963          * First collect all the processes that have the page
964          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
965          * because ttu takes the rmap data structures down.
966          *
967          * Error handling: We ignore errors here because
968          * there's nothing that can be done.
969          */
970         if (kill)
971                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
972
973         ret = try_to_unmap(hpage, ttu);
974         if (ret != SWAP_SUCCESS)
975                 pr_err("MCE %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
976                        pfn, page_mapcount(hpage));
977
978         /*
979          * Now that the dirty bit has been propagated to the
980          * struct page and all unmaps done we can decide if
981          * killing is needed or not.  Only kill when the page
982          * was dirty or the process is not restartable,
983          * otherwise the tokill list is merely
984          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
985          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
986          * any accesses to the poisoned memory.
987          */
988         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
989         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno,
990                       ret != SWAP_SUCCESS, p, pfn, flags);
991
992         return ret;
993 }
994
995 static void set_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
996 {
997         int i;
998         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
999         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1000                 SetPageHWPoison(hpage + i);
1001 }
1002
1003 static void clear_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1004 {
1005         int i;
1006         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1007         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1008                 ClearPageHWPoison(hpage + i);
1009 }
1010
1011 /**
1012  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1013  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1014  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1015  * @flags: fine tune action taken
1016  *
1017  * This function is called by the low level machine check code
1018  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1019  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1020  * dropping pages, killing processes etc.
1021  *
1022  * The function is primarily of use for corruptions that
1023  * happen outside the current execution context (e.g. when
1024  * detected by a background scrubber)
1025  *
1026  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1027  * enabled and no spinlocks hold.
1028  */
1029 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1030 {
1031         struct page_state *ps;
1032         struct page *p;
1033         struct page *hpage;
1034         struct page *orig_head;
1035         int res;
1036         unsigned int nr_pages;
1037         unsigned long page_flags;
1038
1039         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1040                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1041
1042         if (!pfn_valid(pfn)) {
1043                 pr_err("MCE %#lx: memory outside kernel control\n", pfn);
1044                 return -ENXIO;
1045         }
1046
1047         p = pfn_to_page(pfn);
1048         orig_head = hpage = compound_head(p);
1049         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1050                 pr_err("MCE %#lx: already hardware poisoned\n", pfn);
1051                 return 0;
1052         }
1053
1054         /*
1055          * Currently errors on hugetlbfs pages are measured in hugepage units,
1056          * so nr_pages should be 1 << compound_order.  OTOH when errors are on
1057          * transparent hugepages, they are supposed to be split and error
1058          * measurement is done in normal page units.  So nr_pages should be one
1059          * in this case.
1060          */
1061         if (PageHuge(p))
1062                 nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1063         else /* normal page or thp */
1064                 nr_pages = 1;
1065         num_poisoned_pages_add(nr_pages);
1066
1067         /*
1068          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1069          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1070          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1071          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1072          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1073          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1074          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1075          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1076          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1077          *    used and will be freed some time later.
1078          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1079          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1080          */
1081         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1082                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1083                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1084                         return 0;
1085                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1086                         /*
1087                          * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1088                          */
1089                         lock_page(hpage);
1090                         if (PageHWPoison(hpage)) {
1091                                 if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1092                                     || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1093                                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1094                                         unlock_page(hpage);
1095                                         return 0;
1096                                 }
1097                         }
1098                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1099                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1100                         action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE,
1101                                       res ? MF_IGNORED : MF_DELAYED);
1102                         unlock_page(hpage);
1103                         return res;
1104                 } else {
1105                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1106                         return -EBUSY;
1107                 }
1108         }
1109
1110         if (!PageHuge(p) && PageTransHuge(hpage)) {
1111                 lock_page(hpage);
1112                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1113                         unlock_page(hpage);
1114                         if (!PageAnon(hpage))
1115                                 pr_err("MCE: %#lx: non anonymous thp\n", pfn);
1116                         else
1117                                 pr_err("MCE: %#lx: thp split failed\n", pfn);
1118                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1119                                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1120                         put_hwpoison_page(p);
1121                         return -EBUSY;
1122                 }
1123                 unlock_page(hpage);
1124                 get_hwpoison_page(p);
1125                 put_hwpoison_page(hpage);
1126                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1127                 hpage = compound_head(p);
1128         }
1129
1130         /*
1131          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1132          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1133          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1134          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1135          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1136          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1137          */
1138         if (!PageHuge(p)) {
1139                 if (!PageLRU(p))
1140                         shake_page(p, 0);
1141                 if (!PageLRU(p)) {
1142                         /*
1143                          * shake_page could have turned it free.
1144                          */
1145                         if (is_free_buddy_page(p)) {
1146                                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1147                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1148                                 else
1149                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND,
1150                                                       MF_DELAYED);
1151                                 return 0;
1152                         }
1153                 }
1154         }
1155
1156         lock_page(hpage);
1157
1158         /*
1159          * The page could have changed compound pages during the locking.
1160          * If this happens just bail out.
1161          */
1162         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1163                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1164                 res = -EBUSY;
1165                 goto out;
1166         }
1167
1168         /*
1169          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1170          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1171          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1172          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1173          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1174          */
1175         page_flags = p->flags;
1176
1177         /*
1178          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1179          */
1180         if (!PageHWPoison(p)) {
1181                 pr_err("MCE %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1182                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1183                 unlock_page(hpage);
1184                 put_hwpoison_page(hpage);
1185                 return 0;
1186         }
1187         if (hwpoison_filter(p)) {
1188                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1189                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1190                 unlock_page(hpage);
1191                 put_hwpoison_page(hpage);
1192                 return 0;
1193         }
1194
1195         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1196                 goto identify_page_state;
1197
1198         /*
1199          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1200          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1201          */
1202         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1203                 action_result(pfn, MF_MSG_POISONED_HUGE, MF_IGNORED);
1204                 unlock_page(hpage);
1205                 put_hwpoison_page(hpage);
1206                 return 0;
1207         }
1208         /*
1209          * Set PG_hwpoison on all pages in an error hugepage,
1210          * because containment is done in hugepage unit for now.
1211          * Since we have done TestSetPageHWPoison() for the head page with
1212          * page lock held, we can safely set PG_hwpoison bits on tail pages.
1213          */
1214         if (PageHuge(p))
1215                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1216
1217         /*
1218          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1219          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1220          */
1221         wait_on_page_writeback(p);
1222
1223         /*
1224          * Now take care of user space mappings.
1225          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1226          *
1227          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1228          * page after thp split.
1229          */
1230         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)
1231             != SWAP_SUCCESS) {
1232                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1233                 res = -EBUSY;
1234                 goto out;
1235         }
1236
1237         /*
1238          * Torn down by someone else?
1239          */
1240         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1241                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1242                 res = -EBUSY;
1243                 goto out;
1244         }
1245
1246 identify_page_state:
1247         res = -EBUSY;
1248         /*
1249          * The first check uses the current page flags which may not have any
1250          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1251          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1252          */
1253         for (ps = error_states;; ps++)
1254                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1255                         break;
1256
1257         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1258
1259         if (!ps->mask)
1260                 for (ps = error_states;; ps++)
1261                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1262                                 break;
1263         res = page_action(ps, p, pfn);
1264 out:
1265         unlock_page(hpage);
1266         return res;
1267 }
1268 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1269
1270 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1271 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1272
1273 struct memory_failure_entry {
1274         unsigned long pfn;
1275         int trapno;
1276         int flags;
1277 };
1278
1279 struct memory_failure_cpu {
1280         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1281                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1282         spinlock_t lock;
1283         struct work_struct work;
1284 };
1285
1286 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1287
1288 /**
1289  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1290  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1291  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1292  * @flags: Flags for memory failure handling
1293  *
1294  * This function is called by the low level hardware error handler
1295  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1296  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1297  * processes etc.
1298  *
1299  * The function is primarily of use for corruptions that
1300  * happen outside the current execution context (e.g. when
1301  * detected by a background scrubber)
1302  *
1303  * Can run in IRQ context.
1304  */
1305 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1306 {
1307         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1308         unsigned long proc_flags;
1309         struct memory_failure_entry entry = {
1310                 .pfn =          pfn,
1311                 .trapno =       trapno,
1312                 .flags =        flags,
1313         };
1314
1315         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1316         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1317         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1318                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1319         else
1320                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1321                        pfn);
1322         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1323         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1324 }
1325 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1326
1327 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1328 {
1329         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1330         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1331         unsigned long proc_flags;
1332         int gotten;
1333
1334         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1335         for (;;) {
1336                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1337                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1338                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1339                 if (!gotten)
1340                         break;
1341                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1342                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1343                 else
1344                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1345         }
1346 }
1347
1348 static int __init memory_failure_init(void)
1349 {
1350         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1351         int cpu;
1352
1353         for_each_possible_cpu(cpu) {
1354                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1355                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1356                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1357                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1358         }
1359
1360         return 0;
1361 }
1362 core_initcall(memory_failure_init);
1363
1364 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1365 ({                                                      \
1366         if (__ratelimit(rs))                            \
1367                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1368 })
1369
1370 /**
1371  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1372  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1373  *
1374  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1375  * memory_failure() earlier.
1376  *
1377  * This is only done on the software-level, so it only works
1378  * for linux injected failures, not real hardware failures
1379  *
1380  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1381  */
1382 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1383 {
1384         struct page *page;
1385         struct page *p;
1386         int freeit = 0;
1387         unsigned int nr_pages;
1388         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1389                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1390
1391         if (!pfn_valid(pfn))
1392                 return -ENXIO;
1393
1394         p = pfn_to_page(pfn);
1395         page = compound_head(p);
1396
1397         if (!PageHWPoison(p)) {
1398                 unpoison_pr_info("MCE: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1399                                  pfn, &unpoison_rs);
1400                 return 0;
1401         }
1402
1403         if (page_count(page) > 1) {
1404                 unpoison_pr_info("MCE: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1405                                  pfn, &unpoison_rs);
1406                 return 0;
1407         }
1408
1409         if (page_mapped(page)) {
1410                 unpoison_pr_info("MCE: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1411                                  pfn, &unpoison_rs);
1412                 return 0;
1413         }
1414
1415         if (page_mapping(page)) {
1416                 unpoison_pr_info("MCE: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1417                                  pfn, &unpoison_rs);
1418                 return 0;
1419         }
1420
1421         /*
1422          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1423          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1424          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1425          */
1426         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1427                 unpoison_pr_info("MCE: Memory failure is now running on %#lx\n",
1428                                  pfn, &unpoison_rs);
1429                 return 0;
1430         }
1431
1432         nr_pages = 1 << compound_order(page);
1433
1434         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1435                 /*
1436                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1437                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1438                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1439                  * to the end.
1440                  */
1441                 if (PageHuge(page)) {
1442                         unpoison_pr_info("MCE: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n",
1443                                          pfn, &unpoison_rs);
1444                         return 0;
1445                 }
1446                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1447                         num_poisoned_pages_dec();
1448                 unpoison_pr_info("MCE: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1449                                  pfn, &unpoison_rs);
1450                 return 0;
1451         }
1452
1453         lock_page(page);
1454         /*
1455          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1456          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1457          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1458          * the free buddy page pool.
1459          */
1460         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1461                 unpoison_pr_info("MCE: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1462                                  pfn, &unpoison_rs);
1463                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1464                 freeit = 1;
1465                 if (PageHuge(page))
1466                         clear_page_hwpoison_huge_page(page);
1467         }
1468         unlock_page(page);
1469
1470         put_hwpoison_page(page);
1471         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1472                 put_hwpoison_page(page);
1473
1474         return 0;
1475 }
1476 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1477
1478 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1479 {
1480         int nid = page_to_nid(p);
1481         if (PageHuge(p))
1482                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1483                                                    nid);
1484         else
1485                 return __alloc_pages_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1490  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1491  * that is not free, and 1 for any other page type.
1492  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1493  */
1494 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1495 {
1496         int ret;
1497
1498         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1499                 return 1;
1500
1501         /*
1502          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1503          * from free hugepage list.
1504          */
1505         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1506                 if (PageHuge(p)) {
1507                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1508                         ret = 0;
1509                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1510                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1511                         ret = 0;
1512                 } else {
1513                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1514                                 __func__, pfn, p->flags);
1515                         ret = -EIO;
1516                 }
1517         } else {
1518                 /* Not a free page */
1519                 ret = 1;
1520         }
1521         return ret;
1522 }
1523
1524 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1525 {
1526         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1527
1528         if (ret == 1 && !PageHuge(page) && !PageLRU(page)) {
1529                 /*
1530                  * Try to free it.
1531                  */
1532                 put_hwpoison_page(page);
1533                 shake_page(page, 1);
1534
1535                 /*
1536                  * Did it turn free?
1537                  */
1538                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1539                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1540                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1541                         put_hwpoison_page(page);
1542                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1543                                 pfn, page->flags);
1544                         return -EIO;
1545                 }
1546         }
1547         return ret;
1548 }
1549
1550 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1551 {
1552         int ret;
1553         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1554         struct page *hpage = compound_head(page);
1555         LIST_HEAD(pagelist);
1556
1557         /*
1558          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1559          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1560          */
1561         lock_page(hpage);
1562         if (PageHWPoison(hpage)) {
1563                 unlock_page(hpage);
1564                 put_hwpoison_page(hpage);
1565                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1566                 return -EBUSY;
1567         }
1568         unlock_page(hpage);
1569
1570         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1571         /*
1572          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1573          * so need to drop one here.
1574          */
1575         put_hwpoison_page(hpage);
1576         if (!ret) {
1577                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1578                 return -EBUSY;
1579         }
1580
1581         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1582                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1583         if (ret) {
1584                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1585                         pfn, ret, page->flags);
1586                 /*
1587                  * We know that soft_offline_huge_page() tries to migrate
1588                  * only one hugepage pointed to by hpage, so we need not
1589                  * run through the pagelist here.
1590                  */
1591                 putback_active_hugepage(hpage);
1592                 if (ret > 0)
1593                         ret = -EIO;
1594         } else {
1595                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1596                 if (PageHuge(page)) {
1597                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1598                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1599                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1600                 } else {
1601                         SetPageHWPoison(page);
1602                         num_poisoned_pages_inc();
1603                 }
1604         }
1605         return ret;
1606 }
1607
1608 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1609 {
1610         int ret;
1611         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1612
1613         /*
1614          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1615          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1616          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1617          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1618          */
1619         lock_page(page);
1620         wait_on_page_writeback(page);
1621         if (PageHWPoison(page)) {
1622                 unlock_page(page);
1623                 put_hwpoison_page(page);
1624                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1625                 return -EBUSY;
1626         }
1627         /*
1628          * Try to invalidate first. This should work for
1629          * non dirty unmapped page cache pages.
1630          */
1631         ret = invalidate_inode_page(page);
1632         unlock_page(page);
1633         /*
1634          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1635          * would need to fix isolation locking first.
1636          */
1637         if (ret == 1) {
1638                 put_hwpoison_page(page);
1639                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1640                 SetPageHWPoison(page);
1641                 num_poisoned_pages_inc();
1642                 return 0;
1643         }
1644
1645         /*
1646          * Simple invalidation didn't work.
1647          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1648          * handles a large number of cases for us.
1649          */
1650         ret = isolate_lru_page(page);
1651         /*
1652          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1653          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1654          */
1655         put_hwpoison_page(page);
1656         if (!ret) {
1657                 LIST_HEAD(pagelist);
1658                 inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1659                                         page_is_file_cache(page));
1660                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1661                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1662                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1663                 if (ret) {
1664                         if (!list_empty(&pagelist)) {
1665                                 list_del(&page->lru);
1666                                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1667                                                 page_is_file_cache(page));
1668                                 putback_lru_page(page);
1669                         }
1670
1671                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1672                                 pfn, ret, page->flags);
1673                         if (ret > 0)
1674                                 ret = -EIO;
1675                 }
1676         } else {
1677                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1678                         pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1679         }
1680         return ret;
1681 }
1682
1683 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1684 {
1685         int ret;
1686         struct page *hpage = compound_head(page);
1687
1688         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1689                 lock_page(hpage);
1690                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1691                         unlock_page(hpage);
1692                         if (!PageAnon(hpage))
1693                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1694                         else
1695                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1696                         put_hwpoison_page(hpage);
1697                         return -EBUSY;
1698                 }
1699                 unlock_page(hpage);
1700                 get_hwpoison_page(page);
1701                 put_hwpoison_page(hpage);
1702         }
1703
1704         if (PageHuge(page))
1705                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1706         else
1707                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1708
1709         return ret;
1710 }
1711
1712 static void soft_offline_free_page(struct page *page)
1713 {
1714         if (PageHuge(page)) {
1715                 struct page *hpage = compound_head(page);
1716
1717                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1718                 if (!dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage))
1719                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1720         } else {
1721                 if (!TestSetPageHWPoison(page))
1722                         num_poisoned_pages_inc();
1723         }
1724 }
1725
1726 /**
1727  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1728  * @page: page to offline
1729  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1730  *
1731  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1732  *
1733  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1734  * without killing anything. This is for the case when
1735  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1736  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1737  * out.
1738  *
1739  * The actual policy on when to do that is maintained by
1740  * user space.
1741  *
1742  * This should never impact any application or cause data loss,
1743  * however it might take some time.
1744  *
1745  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1746  * ``good enough'' for the majority of memory.
1747  */
1748 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1749 {
1750         int ret;
1751         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1752
1753         if (PageHWPoison(page)) {
1754                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1755                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1756                         put_hwpoison_page(page);
1757                 return -EBUSY;
1758         }
1759
1760         get_online_mems();
1761         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1762         put_online_mems();
1763
1764         if (ret > 0)
1765                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1766         else if (ret == 0)
1767                 soft_offline_free_page(page);
1768
1769         return ret;
1770 }