Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/herbert/crypto-2.6
[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("Memory failure: %#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("Memory failure: 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("Memory failure: 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("Memory failure: 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("Memory failure: %#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("Memory failure: %#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("Memory failure: %#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("Memory failure: %#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("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
612                                 pfn);
613                 } else {
614                         ret = MF_RECOVERED;
615                 }
616         } else {
617                 /*
618                  * If the file system doesn't support it just invalidate
619                  * This fails on dirty or anything with private pages
620                  */
621                 if (invalidate_inode_page(p))
622                         ret = MF_RECOVERED;
623                 else
624                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
625                                 pfn);
626         }
627         return ret;
628 }
629
630 /*
631  * Dirty pagecache page
632  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
633  * propagated.
634  */
635 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
636 {
637         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
638
639         SetPageError(p);
640         /* TBD: print more information about the file. */
641         if (mapping) {
642                 /*
643                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
644                  * who check the mapping.
645                  * This way the application knows that something went
646                  * wrong with its dirty file data.
647                  *
648                  * There's one open issue:
649                  *
650                  * The EIO will be only reported on the next IO
651                  * operation and then cleared through the IO map.
652                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
653                  * first through the AS_EIO flag in the address space
654                  * and then through the PageError flag in the page.
655                  * Since we drop pages on memory failure handling the
656                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
657                  *
658                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
659                  * the first operation that returns an error, while
660                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
661                  * when the page is reread or dropped.  If an
662                  * application assumes it will always get error on
663                  * fsync, but does other operations on the fd before
664                  * and the page is dropped between then the error
665                  * will not be properly reported.
666                  *
667                  * This can already happen even without hwpoisoned
668                  * pages: first on metadata IO errors (which only
669                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
670                  * at the wrong time.
671                  *
672                  * So right now we assume that the application DTRT on
673                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
674                  * of the kernel.
675                  */
676                 mapping_set_error(mapping, EIO);
677         }
678
679         return me_pagecache_clean(p, pfn);
680 }
681
682 /*
683  * Clean and dirty swap cache.
684  *
685  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
686  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
687  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
688  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
689  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
690  * and then
691  *      - clear dirty bit to prevent IO
692  *      - remove from LRU
693  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
694  *        a later page fault, we know the application is accessing
695  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
696  *        interception code in do_swap_page to catch it).
697  *
698  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
699  * bring in the known good data from disk.
700  */
701 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
702 {
703         ClearPageDirty(p);
704         /* Trigger EIO in shmem: */
705         ClearPageUptodate(p);
706
707         if (!delete_from_lru_cache(p))
708                 return MF_DELAYED;
709         else
710                 return MF_FAILED;
711 }
712
713 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
714 {
715         delete_from_swap_cache(p);
716
717         if (!delete_from_lru_cache(p))
718                 return MF_RECOVERED;
719         else
720                 return MF_FAILED;
721 }
722
723 /*
724  * Huge pages. Needs work.
725  * Issues:
726  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
727  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
728  */
729 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
730 {
731         int res = 0;
732         struct page *hpage = compound_head(p);
733
734         if (!PageHuge(hpage))
735                 return MF_DELAYED;
736
737         /*
738          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
739          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
740          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
741          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
742          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
743          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
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("Memory failure: %#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("Memory failure: %#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("Memory failure: %#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("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
896                         page_to_pfn(page));
897                 put_page(head);
898         }
899
900         return 0;
901 }
902 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
903
904 /*
905  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
906  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
907  */
908 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
909                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
910 {
911         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
912         struct address_space *mapping;
913         LIST_HEAD(tokill);
914         int ret;
915         int kill = 1, forcekill;
916         struct page *hpage = *hpagep;
917
918         /*
919          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
920          * other types of pages.
921          */
922         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
923                 return SWAP_SUCCESS;
924         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
925                 return SWAP_SUCCESS;
926
927         /*
928          * This check implies we don't kill processes if their pages
929          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
930          */
931         if (!page_mapped(hpage))
932                 return SWAP_SUCCESS;
933
934         if (PageKsm(p)) {
935                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
936                 return SWAP_FAIL;
937         }
938
939         if (PageSwapCache(p)) {
940                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
941                         pfn);
942                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
943         }
944
945         /*
946          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
947          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
948          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
949          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
950          */
951         mapping = page_mapping(hpage);
952         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
953             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
954                 if (page_mkclean(hpage)) {
955                         SetPageDirty(hpage);
956                 } else {
957                         kill = 0;
958                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
959                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
960                                 pfn);
961                 }
962         }
963
964         /*
965          * First collect all the processes that have the page
966          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
967          * because ttu takes the rmap data structures down.
968          *
969          * Error handling: We ignore errors here because
970          * there's nothing that can be done.
971          */
972         if (kill)
973                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
974
975         ret = try_to_unmap(hpage, ttu);
976         if (ret != SWAP_SUCCESS)
977                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
978                        pfn, page_mapcount(hpage));
979
980         /*
981          * Now that the dirty bit has been propagated to the
982          * struct page and all unmaps done we can decide if
983          * killing is needed or not.  Only kill when the page
984          * was dirty or the process is not restartable,
985          * otherwise the tokill list is merely
986          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
987          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
988          * any accesses to the poisoned memory.
989          */
990         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
991         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno,
992                       ret != SWAP_SUCCESS, p, pfn, flags);
993
994         return ret;
995 }
996
997 static void set_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
998 {
999         int i;
1000         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1001         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1002                 SetPageHWPoison(hpage + i);
1003 }
1004
1005 static void clear_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1006 {
1007         int i;
1008         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1009         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1010                 ClearPageHWPoison(hpage + i);
1011 }
1012
1013 /**
1014  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1015  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1016  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1017  * @flags: fine tune action taken
1018  *
1019  * This function is called by the low level machine check code
1020  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1021  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1022  * dropping pages, killing processes etc.
1023  *
1024  * The function is primarily of use for corruptions that
1025  * happen outside the current execution context (e.g. when
1026  * detected by a background scrubber)
1027  *
1028  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1029  * enabled and no spinlocks hold.
1030  */
1031 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1032 {
1033         struct page_state *ps;
1034         struct page *p;
1035         struct page *hpage;
1036         struct page *orig_head;
1037         int res;
1038         unsigned int nr_pages;
1039         unsigned long page_flags;
1040
1041         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1042                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1043
1044         if (!pfn_valid(pfn)) {
1045                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1046                         pfn);
1047                 return -ENXIO;
1048         }
1049
1050         p = pfn_to_page(pfn);
1051         orig_head = hpage = compound_head(p);
1052         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1053                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1054                         pfn);
1055                 return 0;
1056         }
1057
1058         /*
1059          * Currently errors on hugetlbfs pages are measured in hugepage units,
1060          * so nr_pages should be 1 << compound_order.  OTOH when errors are on
1061          * transparent hugepages, they are supposed to be split and error
1062          * measurement is done in normal page units.  So nr_pages should be one
1063          * in this case.
1064          */
1065         if (PageHuge(p))
1066                 nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1067         else /* normal page or thp */
1068                 nr_pages = 1;
1069         num_poisoned_pages_add(nr_pages);
1070
1071         /*
1072          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1073          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1074          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1075          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1076          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1077          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1078          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1079          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1080          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1081          *    used and will be freed some time later.
1082          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1083          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1084          */
1085         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1086                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1087                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1088                         return 0;
1089                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1090                         /*
1091                          * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1092                          */
1093                         lock_page(hpage);
1094                         if (PageHWPoison(hpage)) {
1095                                 if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1096                                     || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1097                                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1098                                         unlock_page(hpage);
1099                                         return 0;
1100                                 }
1101                         }
1102                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1103                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1104                         action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE,
1105                                       res ? MF_IGNORED : MF_DELAYED);
1106                         unlock_page(hpage);
1107                         return res;
1108                 } else {
1109                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1110                         return -EBUSY;
1111                 }
1112         }
1113
1114         if (!PageHuge(p) && PageTransHuge(hpage)) {
1115                 lock_page(hpage);
1116                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1117                         unlock_page(hpage);
1118                         if (!PageAnon(hpage))
1119                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1120                                         pfn);
1121                         else
1122                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1123                                         pfn);
1124                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1125                                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1126                         put_hwpoison_page(p);
1127                         return -EBUSY;
1128                 }
1129                 unlock_page(hpage);
1130                 get_hwpoison_page(p);
1131                 put_hwpoison_page(hpage);
1132                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1133                 hpage = compound_head(p);
1134         }
1135
1136         /*
1137          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1138          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1139          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1140          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1141          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1142          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1143          */
1144         if (!PageHuge(p)) {
1145                 if (!PageLRU(p))
1146                         shake_page(p, 0);
1147                 if (!PageLRU(p)) {
1148                         /*
1149                          * shake_page could have turned it free.
1150                          */
1151                         if (is_free_buddy_page(p)) {
1152                                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1153                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1154                                 else
1155                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND,
1156                                                       MF_DELAYED);
1157                                 return 0;
1158                         }
1159                 }
1160         }
1161
1162         lock_page(hpage);
1163
1164         /*
1165          * The page could have changed compound pages during the locking.
1166          * If this happens just bail out.
1167          */
1168         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1169                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1170                 res = -EBUSY;
1171                 goto out;
1172         }
1173
1174         /*
1175          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1176          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1177          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1178          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1179          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1180          */
1181         page_flags = p->flags;
1182
1183         /*
1184          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1185          */
1186         if (!PageHWPoison(p)) {
1187                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1188                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1189                 unlock_page(hpage);
1190                 put_hwpoison_page(hpage);
1191                 return 0;
1192         }
1193         if (hwpoison_filter(p)) {
1194                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1195                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1196                 unlock_page(hpage);
1197                 put_hwpoison_page(hpage);
1198                 return 0;
1199         }
1200
1201         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1202                 goto identify_page_state;
1203
1204         /*
1205          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1206          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1207          */
1208         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1209                 action_result(pfn, MF_MSG_POISONED_HUGE, MF_IGNORED);
1210                 unlock_page(hpage);
1211                 put_hwpoison_page(hpage);
1212                 return 0;
1213         }
1214         /*
1215          * Set PG_hwpoison on all pages in an error hugepage,
1216          * because containment is done in hugepage unit for now.
1217          * Since we have done TestSetPageHWPoison() for the head page with
1218          * page lock held, we can safely set PG_hwpoison bits on tail pages.
1219          */
1220         if (PageHuge(p))
1221                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1222
1223         /*
1224          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1225          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1226          */
1227         wait_on_page_writeback(p);
1228
1229         /*
1230          * Now take care of user space mappings.
1231          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1232          *
1233          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1234          * page after thp split.
1235          */
1236         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)
1237             != SWAP_SUCCESS) {
1238                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1239                 res = -EBUSY;
1240                 goto out;
1241         }
1242
1243         /*
1244          * Torn down by someone else?
1245          */
1246         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1247                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1248                 res = -EBUSY;
1249                 goto out;
1250         }
1251
1252 identify_page_state:
1253         res = -EBUSY;
1254         /*
1255          * The first check uses the current page flags which may not have any
1256          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1257          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1258          */
1259         for (ps = error_states;; ps++)
1260                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1261                         break;
1262
1263         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1264
1265         if (!ps->mask)
1266                 for (ps = error_states;; ps++)
1267                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1268                                 break;
1269         res = page_action(ps, p, pfn);
1270 out:
1271         unlock_page(hpage);
1272         return res;
1273 }
1274 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1275
1276 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1277 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1278
1279 struct memory_failure_entry {
1280         unsigned long pfn;
1281         int trapno;
1282         int flags;
1283 };
1284
1285 struct memory_failure_cpu {
1286         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1287                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1288         spinlock_t lock;
1289         struct work_struct work;
1290 };
1291
1292 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1293
1294 /**
1295  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1296  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1297  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1298  * @flags: Flags for memory failure handling
1299  *
1300  * This function is called by the low level hardware error handler
1301  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1302  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1303  * processes etc.
1304  *
1305  * The function is primarily of use for corruptions that
1306  * happen outside the current execution context (e.g. when
1307  * detected by a background scrubber)
1308  *
1309  * Can run in IRQ context.
1310  */
1311 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1312 {
1313         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1314         unsigned long proc_flags;
1315         struct memory_failure_entry entry = {
1316                 .pfn =          pfn,
1317                 .trapno =       trapno,
1318                 .flags =        flags,
1319         };
1320
1321         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1322         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1323         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1324                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1325         else
1326                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1327                        pfn);
1328         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1329         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1330 }
1331 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1332
1333 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1334 {
1335         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1336         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1337         unsigned long proc_flags;
1338         int gotten;
1339
1340         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1341         for (;;) {
1342                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1343                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1344                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1345                 if (!gotten)
1346                         break;
1347                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1348                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1349                 else
1350                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1351         }
1352 }
1353
1354 static int __init memory_failure_init(void)
1355 {
1356         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1357         int cpu;
1358
1359         for_each_possible_cpu(cpu) {
1360                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1361                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1362                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1363                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1364         }
1365
1366         return 0;
1367 }
1368 core_initcall(memory_failure_init);
1369
1370 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1371 ({                                                      \
1372         if (__ratelimit(rs))                            \
1373                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1374 })
1375
1376 /**
1377  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1378  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1379  *
1380  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1381  * memory_failure() earlier.
1382  *
1383  * This is only done on the software-level, so it only works
1384  * for linux injected failures, not real hardware failures
1385  *
1386  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1387  */
1388 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1389 {
1390         struct page *page;
1391         struct page *p;
1392         int freeit = 0;
1393         unsigned int nr_pages;
1394         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1395                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1396
1397         if (!pfn_valid(pfn))
1398                 return -ENXIO;
1399
1400         p = pfn_to_page(pfn);
1401         page = compound_head(p);
1402
1403         if (!PageHWPoison(p)) {
1404                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1405                                  pfn, &unpoison_rs);
1406                 return 0;
1407         }
1408
1409         if (page_count(page) > 1) {
1410                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1411                                  pfn, &unpoison_rs);
1412                 return 0;
1413         }
1414
1415         if (page_mapped(page)) {
1416                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1417                                  pfn, &unpoison_rs);
1418                 return 0;
1419         }
1420
1421         if (page_mapping(page)) {
1422                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1423                                  pfn, &unpoison_rs);
1424                 return 0;
1425         }
1426
1427         /*
1428          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1429          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1430          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1431          */
1432         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1433                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1434                                  pfn, &unpoison_rs);
1435                 return 0;
1436         }
1437
1438         nr_pages = 1 << compound_order(page);
1439
1440         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1441                 /*
1442                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1443                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1444                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1445                  * to the end.
1446                  */
1447                 if (PageHuge(page)) {
1448                         unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n",
1449                                          pfn, &unpoison_rs);
1450                         return 0;
1451                 }
1452                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1453                         num_poisoned_pages_dec();
1454                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1455                                  pfn, &unpoison_rs);
1456                 return 0;
1457         }
1458
1459         lock_page(page);
1460         /*
1461          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1462          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1463          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1464          * the free buddy page pool.
1465          */
1466         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1467                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1468                                  pfn, &unpoison_rs);
1469                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1470                 freeit = 1;
1471                 if (PageHuge(page))
1472                         clear_page_hwpoison_huge_page(page);
1473         }
1474         unlock_page(page);
1475
1476         put_hwpoison_page(page);
1477         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1478                 put_hwpoison_page(page);
1479
1480         return 0;
1481 }
1482 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1483
1484 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1485 {
1486         int nid = page_to_nid(p);
1487         if (PageHuge(p))
1488                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1489                                                    nid);
1490         else
1491                 return __alloc_pages_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1492 }
1493
1494 /*
1495  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1496  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1497  * that is not free, and 1 for any other page type.
1498  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1499  */
1500 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1501 {
1502         int ret;
1503
1504         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1505                 return 1;
1506
1507         /*
1508          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1509          * from free hugepage list.
1510          */
1511         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1512                 if (PageHuge(p)) {
1513                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1514                         ret = 0;
1515                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1516                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1517                         ret = 0;
1518                 } else {
1519                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1520                                 __func__, pfn, p->flags);
1521                         ret = -EIO;
1522                 }
1523         } else {
1524                 /* Not a free page */
1525                 ret = 1;
1526         }
1527         return ret;
1528 }
1529
1530 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1531 {
1532         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1533
1534         if (ret == 1 && !PageHuge(page) && !PageLRU(page)) {
1535                 /*
1536                  * Try to free it.
1537                  */
1538                 put_hwpoison_page(page);
1539                 shake_page(page, 1);
1540
1541                 /*
1542                  * Did it turn free?
1543                  */
1544                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1545                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1546                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1547                         put_hwpoison_page(page);
1548                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1549                                 pfn, page->flags);
1550                         return -EIO;
1551                 }
1552         }
1553         return ret;
1554 }
1555
1556 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1557 {
1558         int ret;
1559         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1560         struct page *hpage = compound_head(page);
1561         LIST_HEAD(pagelist);
1562
1563         /*
1564          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1565          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1566          */
1567         lock_page(hpage);
1568         if (PageHWPoison(hpage)) {
1569                 unlock_page(hpage);
1570                 put_hwpoison_page(hpage);
1571                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1572                 return -EBUSY;
1573         }
1574         unlock_page(hpage);
1575
1576         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1577         /*
1578          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1579          * so need to drop one here.
1580          */
1581         put_hwpoison_page(hpage);
1582         if (!ret) {
1583                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1584                 return -EBUSY;
1585         }
1586
1587         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1588                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1589         if (ret) {
1590                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1591                         pfn, ret, page->flags);
1592                 /*
1593                  * We know that soft_offline_huge_page() tries to migrate
1594                  * only one hugepage pointed to by hpage, so we need not
1595                  * run through the pagelist here.
1596                  */
1597                 putback_active_hugepage(hpage);
1598                 if (ret > 0)
1599                         ret = -EIO;
1600         } else {
1601                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1602                 if (PageHuge(page)) {
1603                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1604                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1605                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1606                 } else {
1607                         SetPageHWPoison(page);
1608                         num_poisoned_pages_inc();
1609                 }
1610         }
1611         return ret;
1612 }
1613
1614 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1615 {
1616         int ret;
1617         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1618
1619         /*
1620          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1621          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1622          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1623          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1624          */
1625         lock_page(page);
1626         wait_on_page_writeback(page);
1627         if (PageHWPoison(page)) {
1628                 unlock_page(page);
1629                 put_hwpoison_page(page);
1630                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1631                 return -EBUSY;
1632         }
1633         /*
1634          * Try to invalidate first. This should work for
1635          * non dirty unmapped page cache pages.
1636          */
1637         ret = invalidate_inode_page(page);
1638         unlock_page(page);
1639         /*
1640          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1641          * would need to fix isolation locking first.
1642          */
1643         if (ret == 1) {
1644                 put_hwpoison_page(page);
1645                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1646                 SetPageHWPoison(page);
1647                 num_poisoned_pages_inc();
1648                 return 0;
1649         }
1650
1651         /*
1652          * Simple invalidation didn't work.
1653          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1654          * handles a large number of cases for us.
1655          */
1656         ret = isolate_lru_page(page);
1657         /*
1658          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1659          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1660          */
1661         put_hwpoison_page(page);
1662         if (!ret) {
1663                 LIST_HEAD(pagelist);
1664                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1665                                         page_is_file_cache(page));
1666                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1667                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1668                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1669                 if (ret) {
1670                         if (!list_empty(&pagelist)) {
1671                                 list_del(&page->lru);
1672                                 dec_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1673                                                 page_is_file_cache(page));
1674                                 putback_lru_page(page);
1675                         }
1676
1677                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1678                                 pfn, ret, page->flags);
1679                         if (ret > 0)
1680                                 ret = -EIO;
1681                 }
1682         } else {
1683                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1684                         pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1685         }
1686         return ret;
1687 }
1688
1689 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1690 {
1691         int ret;
1692         struct page *hpage = compound_head(page);
1693
1694         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1695                 lock_page(hpage);
1696                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1697                         unlock_page(hpage);
1698                         if (!PageAnon(hpage))
1699                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1700                         else
1701                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1702                         put_hwpoison_page(hpage);
1703                         return -EBUSY;
1704                 }
1705                 unlock_page(hpage);
1706                 get_hwpoison_page(page);
1707                 put_hwpoison_page(hpage);
1708         }
1709
1710         if (PageHuge(page))
1711                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1712         else
1713                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1714
1715         return ret;
1716 }
1717
1718 static void soft_offline_free_page(struct page *page)
1719 {
1720         if (PageHuge(page)) {
1721                 struct page *hpage = compound_head(page);
1722
1723                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1724                 if (!dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage))
1725                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1726         } else {
1727                 if (!TestSetPageHWPoison(page))
1728                         num_poisoned_pages_inc();
1729         }
1730 }
1731
1732 /**
1733  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1734  * @page: page to offline
1735  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1736  *
1737  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1738  *
1739  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1740  * without killing anything. This is for the case when
1741  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1742  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1743  * out.
1744  *
1745  * The actual policy on when to do that is maintained by
1746  * user space.
1747  *
1748  * This should never impact any application or cause data loss,
1749  * however it might take some time.
1750  *
1751  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1752  * ``good enough'' for the majority of memory.
1753  */
1754 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1755 {
1756         int ret;
1757         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1758
1759         if (PageHWPoison(page)) {
1760                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1761                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1762                         put_hwpoison_page(page);
1763                 return -EBUSY;
1764         }
1765
1766         get_online_mems();
1767         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1768         put_online_mems();
1769
1770         if (ret > 0)
1771                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1772         else if (ret == 0)
1773                 soft_offline_free_page(page);
1774
1775         return ret;
1776 }