]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memory-failure.c
mm: hwpoison: call shake_page() after try_to_unmap() for mlocked page
[karo-tx-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/signal.h>
44 #include <linux/sched/task.h>
45 #include <linux/ksm.h>
46 #include <linux/rmap.h>
47 #include <linux/export.h>
48 #include <linux/pagemap.h>
49 #include <linux/swap.h>
50 #include <linux/backing-dev.h>
51 #include <linux/migrate.h>
52 #include <linux/page-isolation.h>
53 #include <linux/suspend.h>
54 #include <linux/slab.h>
55 #include <linux/swapops.h>
56 #include <linux/hugetlb.h>
57 #include <linux/memory_hotplug.h>
58 #include <linux/mm_inline.h>
59 #include <linux/kfifo.h>
60 #include <linux/ratelimit.h>
61 #include "internal.h"
62 #include "ras/ras_event.h"
63
64 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
65
66 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
67
68 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
69
70 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
71
72 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
73 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
74 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
75 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
76 u64 hwpoison_filter_flags_value;
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
80 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
81 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
82
83 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
84 {
85         struct address_space *mapping;
86         dev_t dev;
87
88         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
89             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
90                 return 0;
91
92         /*
93          * page_mapping() does not accept slab pages.
94          */
95         if (PageSlab(p))
96                 return -EINVAL;
97
98         mapping = page_mapping(p);
99         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
100                 return -EINVAL;
101
102         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
103         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
104             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
105                 return -EINVAL;
106         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
107             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
108                 return -EINVAL;
109
110         return 0;
111 }
112
113 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
114 {
115         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
116                 return 0;
117
118         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
119                                     hwpoison_filter_flags_value)
120                 return 0;
121         else
122                 return -EINVAL;
123 }
124
125 /*
126  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
127  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
128  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
129  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
130  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
131  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
132  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
133  * a freed page.
134  */
135 #ifdef CONFIG_MEMCG
136 u64 hwpoison_filter_memcg;
137 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
138 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
139 {
140         if (!hwpoison_filter_memcg)
141                 return 0;
142
143         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
144                 return -EINVAL;
145
146         return 0;
147 }
148 #else
149 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
150 #endif
151
152 int hwpoison_filter(struct page *p)
153 {
154         if (!hwpoison_filter_enable)
155                 return 0;
156
157         if (hwpoison_filter_dev(p))
158                 return -EINVAL;
159
160         if (hwpoison_filter_flags(p))
161                 return -EINVAL;
162
163         if (hwpoison_filter_task(p))
164                 return -EINVAL;
165
166         return 0;
167 }
168 #else
169 int hwpoison_filter(struct page *p)
170 {
171         return 0;
172 }
173 #endif
174
175 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
176
177 /*
178  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
179  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
180  * ``action required'' if error happened in current execution context
181  */
182 static int kill_proc(struct task_struct *t, unsigned long addr, int trapno,
183                         unsigned long pfn, struct page *page, int flags)
184 {
185         struct siginfo si;
186         int ret;
187
188         pr_err("Memory failure: %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
189                 pfn, t->comm, t->pid);
190         si.si_signo = SIGBUS;
191         si.si_errno = 0;
192         si.si_addr = (void *)addr;
193 #ifdef __ARCH_SI_TRAPNO
194         si.si_trapno = trapno;
195 #endif
196         si.si_addr_lsb = compound_order(compound_head(page)) + PAGE_SHIFT;
197
198         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
199                 si.si_code = BUS_MCEERR_AR;
200                 ret = force_sig_info(SIGBUS, &si, current);
201         } else {
202                 /*
203                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
204                  * can be temporarily blocked.
205                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
206                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
207                  */
208                 si.si_code = BUS_MCEERR_AO;
209                 ret = send_sig_info(SIGBUS, &si, t);  /* synchronous? */
210         }
211         if (ret < 0)
212                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
213                         t->comm, t->pid, ret);
214         return ret;
215 }
216
217 /*
218  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
219  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
220  */
221 void shake_page(struct page *p, int access)
222 {
223         if (PageHuge(p))
224                 return;
225
226         if (!PageSlab(p)) {
227                 lru_add_drain_all();
228                 if (PageLRU(p))
229                         return;
230                 drain_all_pages(page_zone(p));
231                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
232                         return;
233         }
234
235         /*
236          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
237          * other caches) if access is not potentially fatal.
238          */
239         if (access)
240                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
241 }
242 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
243
244 /*
245  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
246  * the page.
247  *
248  * General strategy:
249  * Find all processes having the page mapped and kill them.
250  * But we keep a page reference around so that the page is not
251  * actually freed yet.
252  * Then stash the page away
253  *
254  * There's no convenient way to get back to mapped processes
255  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
256  * running processes.
257  *
258  * Remember that machine checks are not common (or rather
259  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
260  * be a performance issue.
261  *
262  * Also there are some races possible while we get from the
263  * error detection to actually handle it.
264  */
265
266 struct to_kill {
267         struct list_head nd;
268         struct task_struct *tsk;
269         unsigned long addr;
270         char addr_valid;
271 };
272
273 /*
274  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
275  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
276  */
277
278 /*
279  * Schedule a process for later kill.
280  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
281  * TBD would GFP_NOIO be enough?
282  */
283 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
284                        struct vm_area_struct *vma,
285                        struct list_head *to_kill,
286                        struct to_kill **tkc)
287 {
288         struct to_kill *tk;
289
290         if (*tkc) {
291                 tk = *tkc;
292                 *tkc = NULL;
293         } else {
294                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
295                 if (!tk) {
296                         pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
297                         return;
298                 }
299         }
300         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
301         tk->addr_valid = 1;
302
303         /*
304          * In theory we don't have to kill when the page was
305          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
306          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
307          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
308          */
309         if (tk->addr == -EFAULT) {
310                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
311                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
312                 tk->addr_valid = 0;
313         }
314         get_task_struct(tsk);
315         tk->tsk = tsk;
316         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
317 }
318
319 /*
320  * Kill the processes that have been collected earlier.
321  *
322  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
323  * (this is used for clean pages which do not need killing)
324  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
325  * wrong earlier.
326  */
327 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, int trapno,
328                           bool fail, struct page *page, unsigned long pfn,
329                           int flags)
330 {
331         struct to_kill *tk, *next;
332
333         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
334                 if (forcekill) {
335                         /*
336                          * In case something went wrong with munmapping
337                          * make sure the process doesn't catch the
338                          * signal and then access the memory. Just kill it.
339                          */
340                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
341                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
342                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
343                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
344                         }
345
346                         /*
347                          * In theory the process could have mapped
348                          * something else on the address in-between. We could
349                          * check for that, but we need to tell the
350                          * process anyways.
351                          */
352                         else if (kill_proc(tk->tsk, tk->addr, trapno,
353                                               pfn, page, flags) < 0)
354                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
355                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
356                 }
357                 put_task_struct(tk->tsk);
358                 kfree(tk);
359         }
360 }
361
362 /*
363  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
364  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
365  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
366  *
367  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
368  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
369  */
370 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
371 {
372         struct task_struct *t;
373
374         for_each_thread(tsk, t)
375                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
376                         return t;
377         return NULL;
378 }
379
380 /*
381  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
382  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
383  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
384  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
385  */
386 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
387                                            int force_early)
388 {
389         struct task_struct *t;
390         if (!tsk->mm)
391                 return NULL;
392         if (force_early)
393                 return tsk;
394         t = find_early_kill_thread(tsk);
395         if (t)
396                 return t;
397         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
398                 return tsk;
399         return NULL;
400 }
401
402 /*
403  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
404  */
405 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
406                               struct to_kill **tkc, int force_early)
407 {
408         struct vm_area_struct *vma;
409         struct task_struct *tsk;
410         struct anon_vma *av;
411         pgoff_t pgoff;
412
413         av = page_lock_anon_vma_read(page);
414         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
415                 return;
416
417         pgoff = page_to_pgoff(page);
418         read_lock(&tasklist_lock);
419         for_each_process (tsk) {
420                 struct anon_vma_chain *vmac;
421                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
422
423                 if (!t)
424                         continue;
425                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
426                                                pgoff, pgoff) {
427                         vma = vmac->vma;
428                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
429                                 continue;
430                         if (vma->vm_mm == t->mm)
431                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
432                 }
433         }
434         read_unlock(&tasklist_lock);
435         page_unlock_anon_vma_read(av);
436 }
437
438 /*
439  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
440  */
441 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
442                               struct to_kill **tkc, int force_early)
443 {
444         struct vm_area_struct *vma;
445         struct task_struct *tsk;
446         struct address_space *mapping = page->mapping;
447
448         i_mmap_lock_read(mapping);
449         read_lock(&tasklist_lock);
450         for_each_process(tsk) {
451                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
452                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
453
454                 if (!t)
455                         continue;
456                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
457                                       pgoff) {
458                         /*
459                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
460                          * the page but the corrupted page is not necessarily
461                          * mapped it in its pte.
462                          * Assume applications who requested early kill want
463                          * to be informed of all such data corruptions.
464                          */
465                         if (vma->vm_mm == t->mm)
466                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
467                 }
468         }
469         read_unlock(&tasklist_lock);
470         i_mmap_unlock_read(mapping);
471 }
472
473 /*
474  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
475  * This is done in two steps for locking reasons.
476  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
477  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
478  */
479 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
480                                 int force_early)
481 {
482         struct to_kill *tk;
483
484         if (!page->mapping)
485                 return;
486
487         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
488         if (!tk)
489                 return;
490         if (PageAnon(page))
491                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
492         else
493                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
494         kfree(tk);
495 }
496
497 static const char *action_name[] = {
498         [MF_IGNORED] = "Ignored",
499         [MF_FAILED] = "Failed",
500         [MF_DELAYED] = "Delayed",
501         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
502 };
503
504 static const char * const action_page_types[] = {
505         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
506         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
507         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
508         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
509         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
510         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
511         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
512         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
513         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
514         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
515         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
516         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
517         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
518         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
519         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
520         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
521         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
522         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
523         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
524         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
525 };
526
527 /*
528  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
529  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
530  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
531  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
532  */
533 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
534 {
535         if (!isolate_lru_page(p)) {
536                 /*
537                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
538                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
539                  */
540                 ClearPageActive(p);
541                 ClearPageUnevictable(p);
542                 /*
543                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
544                  */
545                 put_page(p);
546                 return 0;
547         }
548         return -EIO;
549 }
550
551 /*
552  * Error hit kernel page.
553  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
554  * could be more sophisticated.
555  */
556 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
557 {
558         return MF_IGNORED;
559 }
560
561 /*
562  * Page in unknown state. Do nothing.
563  */
564 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
565 {
566         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
567         return MF_FAILED;
568 }
569
570 /*
571  * Clean (or cleaned) page cache page.
572  */
573 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
574 {
575         int err;
576         int ret = MF_FAILED;
577         struct address_space *mapping;
578
579         delete_from_lru_cache(p);
580
581         /*
582          * For anonymous pages we're done the only reference left
583          * should be the one m_f() holds.
584          */
585         if (PageAnon(p))
586                 return MF_RECOVERED;
587
588         /*
589          * Now truncate the page in the page cache. This is really
590          * more like a "temporary hole punch"
591          * Don't do this for block devices when someone else
592          * has a reference, because it could be file system metadata
593          * and that's not safe to truncate.
594          */
595         mapping = page_mapping(p);
596         if (!mapping) {
597                 /*
598                  * Page has been teared down in the meanwhile
599                  */
600                 return MF_FAILED;
601         }
602
603         /*
604          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
605          *
606          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
607          */
608         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
609                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
610                 if (err != 0) {
611                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
612                                 pfn, err);
613                 } else if (page_has_private(p) &&
614                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
615                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
616                                 pfn);
617                 } else {
618                         ret = MF_RECOVERED;
619                 }
620         } else {
621                 /*
622                  * If the file system doesn't support it just invalidate
623                  * This fails on dirty or anything with private pages
624                  */
625                 if (invalidate_inode_page(p))
626                         ret = MF_RECOVERED;
627                 else
628                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
629                                 pfn);
630         }
631         return ret;
632 }
633
634 /*
635  * Dirty pagecache page
636  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
637  * propagated.
638  */
639 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
640 {
641         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
642
643         SetPageError(p);
644         /* TBD: print more information about the file. */
645         if (mapping) {
646                 /*
647                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
648                  * who check the mapping.
649                  * This way the application knows that something went
650                  * wrong with its dirty file data.
651                  *
652                  * There's one open issue:
653                  *
654                  * The EIO will be only reported on the next IO
655                  * operation and then cleared through the IO map.
656                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
657                  * first through the AS_EIO flag in the address space
658                  * and then through the PageError flag in the page.
659                  * Since we drop pages on memory failure handling the
660                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
661                  *
662                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
663                  * the first operation that returns an error, while
664                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
665                  * when the page is reread or dropped.  If an
666                  * application assumes it will always get error on
667                  * fsync, but does other operations on the fd before
668                  * and the page is dropped between then the error
669                  * will not be properly reported.
670                  *
671                  * This can already happen even without hwpoisoned
672                  * pages: first on metadata IO errors (which only
673                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
674                  * at the wrong time.
675                  *
676                  * So right now we assume that the application DTRT on
677                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
678                  * of the kernel.
679                  */
680                 mapping_set_error(mapping, EIO);
681         }
682
683         return me_pagecache_clean(p, pfn);
684 }
685
686 /*
687  * Clean and dirty swap cache.
688  *
689  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
690  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
691  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
692  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
693  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
694  * and then
695  *      - clear dirty bit to prevent IO
696  *      - remove from LRU
697  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
698  *        a later page fault, we know the application is accessing
699  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
700  *        interception code in do_swap_page to catch it).
701  *
702  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
703  * bring in the known good data from disk.
704  */
705 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
706 {
707         ClearPageDirty(p);
708         /* Trigger EIO in shmem: */
709         ClearPageUptodate(p);
710
711         if (!delete_from_lru_cache(p))
712                 return MF_DELAYED;
713         else
714                 return MF_FAILED;
715 }
716
717 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
718 {
719         delete_from_swap_cache(p);
720
721         if (!delete_from_lru_cache(p))
722                 return MF_RECOVERED;
723         else
724                 return MF_FAILED;
725 }
726
727 /*
728  * Huge pages. Needs work.
729  * Issues:
730  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
731  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
732  */
733 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
734 {
735         int res = 0;
736         struct page *hpage = compound_head(p);
737
738         if (!PageHuge(hpage))
739                 return MF_DELAYED;
740
741         /*
742          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
743          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
744          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
745          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
746          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
747          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
748          */
749         if (!(page_mapping(hpage) || PageAnon(hpage))) {
750                 res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
751                 if (!res)
752                         return MF_RECOVERED;
753         }
754         return MF_DELAYED;
755 }
756
757 /*
758  * Various page states we can handle.
759  *
760  * A page state is defined by its current page->flags bits.
761  * The table matches them in order and calls the right handler.
762  *
763  * This is quite tricky because we can access page at any time
764  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
765  *
766  * This is not complete. More states could be added.
767  * For any missing state don't attempt recovery.
768  */
769
770 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
771 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
772 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
773 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
774 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
775 #define lru             (1UL << PG_lru)
776 #define head            (1UL << PG_head)
777 #define slab            (1UL << PG_slab)
778 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
779
780 static struct page_state {
781         unsigned long mask;
782         unsigned long res;
783         enum mf_action_page_type type;
784         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
785 } error_states[] = {
786         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
787         /*
788          * free pages are specially detected outside this table:
789          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
790          */
791
792         /*
793          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
794          * currently unused objects without touching them. But just
795          * treat it as standard kernel for now.
796          */
797         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
798
799         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
800
801         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
802         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
803
804         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
805         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
806
807         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
808         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
809
810         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
811         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
812
813         /*
814          * Catchall entry: must be at end.
815          */
816         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
817 };
818
819 #undef dirty
820 #undef sc
821 #undef unevict
822 #undef mlock
823 #undef writeback
824 #undef lru
825 #undef head
826 #undef slab
827 #undef reserved
828
829 /*
830  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
831  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
832  */
833 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
834                           enum mf_result result)
835 {
836         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
837
838         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
839                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
840 }
841
842 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
843                         unsigned long pfn)
844 {
845         int result;
846         int count;
847
848         result = ps->action(p, pfn);
849
850         count = page_count(p) - 1;
851         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
852                 count--;
853         if (count != 0) {
854                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
855                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
856                 result = MF_FAILED;
857         }
858         action_result(pfn, ps->type, result);
859
860         /* Could do more checks here if page looks ok */
861         /*
862          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
863          */
864
865         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
866 }
867
868 /**
869  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
870  * @page:       raw error page (hit by memory error)
871  *
872  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
873  * non-zero value.)
874  */
875 int get_hwpoison_page(struct page *page)
876 {
877         struct page *head = compound_head(page);
878
879         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
880                 /*
881                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
882                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
883                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
884                  * tries to touch the "partially handled" page.
885                  */
886                 if (!PageAnon(head)) {
887                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
888                                 page_to_pfn(page));
889                         return 0;
890                 }
891         }
892
893         if (get_page_unless_zero(head)) {
894                 if (head == compound_head(page))
895                         return 1;
896
897                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
898                         page_to_pfn(page));
899                 put_page(head);
900         }
901
902         return 0;
903 }
904 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
905
906 /*
907  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
908  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
909  */
910 static bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
911                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
912 {
913         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
914         struct address_space *mapping;
915         LIST_HEAD(tokill);
916         bool unmap_success;
917         int kill = 1, forcekill;
918         struct page *hpage = *hpagep;
919         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
920
921         /*
922          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
923          * other types of pages.
924          */
925         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
926                 return true;
927         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
928                 return true;
929
930         /*
931          * This check implies we don't kill processes if their pages
932          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
933          */
934         if (!page_mapped(hpage))
935                 return true;
936
937         if (PageKsm(p)) {
938                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
939                 return false;
940         }
941
942         if (PageSwapCache(p)) {
943                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
944                         pfn);
945                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
946         }
947
948         /*
949          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
950          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
951          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
952          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
953          */
954         mapping = page_mapping(hpage);
955         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
956             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
957                 if (page_mkclean(hpage)) {
958                         SetPageDirty(hpage);
959                 } else {
960                         kill = 0;
961                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
962                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
963                                 pfn);
964                 }
965         }
966
967         /*
968          * First collect all the processes that have the page
969          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
970          * because ttu takes the rmap data structures down.
971          *
972          * Error handling: We ignore errors here because
973          * there's nothing that can be done.
974          */
975         if (kill)
976                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
977
978         unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
979         if (!unmap_success)
980                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
981                        pfn, page_mapcount(hpage));
982
983         /*
984          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
985          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
986          */
987         if (mlocked)
988                 shake_page(hpage, 0);
989
990         /*
991          * Now that the dirty bit has been propagated to the
992          * struct page and all unmaps done we can decide if
993          * killing is needed or not.  Only kill when the page
994          * was dirty or the process is not restartable,
995          * otherwise the tokill list is merely
996          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
997          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
998          * any accesses to the poisoned memory.
999          */
1000         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1001         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno, !unmap_success, p, pfn, flags);
1002
1003         return unmap_success;
1004 }
1005
1006 static void set_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1007 {
1008         int i;
1009         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1010         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1011                 SetPageHWPoison(hpage + i);
1012 }
1013
1014 static void clear_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1015 {
1016         int i;
1017         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1018         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1019                 ClearPageHWPoison(hpage + i);
1020 }
1021
1022 /**
1023  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1024  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1025  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1026  * @flags: fine tune action taken
1027  *
1028  * This function is called by the low level machine check code
1029  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1030  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1031  * dropping pages, killing processes etc.
1032  *
1033  * The function is primarily of use for corruptions that
1034  * happen outside the current execution context (e.g. when
1035  * detected by a background scrubber)
1036  *
1037  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1038  * enabled and no spinlocks hold.
1039  */
1040 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1041 {
1042         struct page_state *ps;
1043         struct page *p;
1044         struct page *hpage;
1045         struct page *orig_head;
1046         int res;
1047         unsigned int nr_pages;
1048         unsigned long page_flags;
1049
1050         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1051                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1052
1053         if (!pfn_valid(pfn)) {
1054                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1055                         pfn);
1056                 return -ENXIO;
1057         }
1058
1059         p = pfn_to_page(pfn);
1060         orig_head = hpage = compound_head(p);
1061         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1062                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1063                         pfn);
1064                 return 0;
1065         }
1066
1067         /*
1068          * Currently errors on hugetlbfs pages are measured in hugepage units,
1069          * so nr_pages should be 1 << compound_order.  OTOH when errors are on
1070          * transparent hugepages, they are supposed to be split and error
1071          * measurement is done in normal page units.  So nr_pages should be one
1072          * in this case.
1073          */
1074         if (PageHuge(p))
1075                 nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1076         else /* normal page or thp */
1077                 nr_pages = 1;
1078         num_poisoned_pages_add(nr_pages);
1079
1080         /*
1081          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1082          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1083          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1084          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1085          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1086          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1087          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1088          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1089          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1090          *    used and will be freed some time later.
1091          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1092          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1093          */
1094         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1095                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1096                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1097                         return 0;
1098                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1099                         /*
1100                          * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1101                          */
1102                         lock_page(hpage);
1103                         if (PageHWPoison(hpage)) {
1104                                 if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1105                                     || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1106                                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1107                                         unlock_page(hpage);
1108                                         return 0;
1109                                 }
1110                         }
1111                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1112                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1113                         action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE,
1114                                       res ? MF_IGNORED : MF_DELAYED);
1115                         unlock_page(hpage);
1116                         return res;
1117                 } else {
1118                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1119                         return -EBUSY;
1120                 }
1121         }
1122
1123         if (!PageHuge(p) && PageTransHuge(hpage)) {
1124                 lock_page(p);
1125                 if (!PageAnon(p) || unlikely(split_huge_page(p))) {
1126                         unlock_page(p);
1127                         if (!PageAnon(p))
1128                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1129                                         pfn);
1130                         else
1131                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1132                                         pfn);
1133                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1134                                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1135                         put_hwpoison_page(p);
1136                         return -EBUSY;
1137                 }
1138                 unlock_page(p);
1139                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1140                 hpage = compound_head(p);
1141         }
1142
1143         /*
1144          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1145          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1146          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1147          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1148          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1149          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1150          */
1151         shake_page(p, 0);
1152         /* shake_page could have turned it free. */
1153         if (!PageLRU(p) && is_free_buddy_page(p)) {
1154                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1155                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1156                 else
1157                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND, MF_DELAYED);
1158                 return 0;
1159         }
1160
1161         lock_page(hpage);
1162
1163         /*
1164          * The page could have changed compound pages during the locking.
1165          * If this happens just bail out.
1166          */
1167         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1168                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1169                 res = -EBUSY;
1170                 goto out;
1171         }
1172
1173         /*
1174          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1175          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1176          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1177          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1178          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1179          */
1180         page_flags = p->flags;
1181
1182         /*
1183          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1184          */
1185         if (!PageHWPoison(p)) {
1186                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1187                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1188                 unlock_page(hpage);
1189                 put_hwpoison_page(hpage);
1190                 return 0;
1191         }
1192         if (hwpoison_filter(p)) {
1193                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1194                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1195                 unlock_page(hpage);
1196                 put_hwpoison_page(hpage);
1197                 return 0;
1198         }
1199
1200         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1201                 goto identify_page_state;
1202
1203         /*
1204          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1205          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1206          */
1207         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1208                 action_result(pfn, MF_MSG_POISONED_HUGE, MF_IGNORED);
1209                 unlock_page(hpage);
1210                 put_hwpoison_page(hpage);
1211                 return 0;
1212         }
1213         /*
1214          * Set PG_hwpoison on all pages in an error hugepage,
1215          * because containment is done in hugepage unit for now.
1216          * Since we have done TestSetPageHWPoison() for the head page with
1217          * page lock held, we can safely set PG_hwpoison bits on tail pages.
1218          */
1219         if (PageHuge(p))
1220                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1221
1222         /*
1223          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1224          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1225          */
1226         wait_on_page_writeback(p);
1227
1228         /*
1229          * Now take care of user space mappings.
1230          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1231          *
1232          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1233          * page after thp split.
1234          */
1235         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)) {
1236                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1237                 res = -EBUSY;
1238                 goto out;
1239         }
1240
1241         /*
1242          * Torn down by someone else?
1243          */
1244         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1245                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1246                 res = -EBUSY;
1247                 goto out;
1248         }
1249
1250 identify_page_state:
1251         res = -EBUSY;
1252         /*
1253          * The first check uses the current page flags which may not have any
1254          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1255          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1256          */
1257         for (ps = error_states;; ps++)
1258                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1259                         break;
1260
1261         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1262
1263         if (!ps->mask)
1264                 for (ps = error_states;; ps++)
1265                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1266                                 break;
1267         res = page_action(ps, p, pfn);
1268 out:
1269         unlock_page(hpage);
1270         return res;
1271 }
1272 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1273
1274 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1275 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1276
1277 struct memory_failure_entry {
1278         unsigned long pfn;
1279         int trapno;
1280         int flags;
1281 };
1282
1283 struct memory_failure_cpu {
1284         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1285                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1286         spinlock_t lock;
1287         struct work_struct work;
1288 };
1289
1290 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1291
1292 /**
1293  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1294  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1295  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1296  * @flags: Flags for memory failure handling
1297  *
1298  * This function is called by the low level hardware error handler
1299  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1300  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1301  * processes etc.
1302  *
1303  * The function is primarily of use for corruptions that
1304  * happen outside the current execution context (e.g. when
1305  * detected by a background scrubber)
1306  *
1307  * Can run in IRQ context.
1308  */
1309 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1310 {
1311         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1312         unsigned long proc_flags;
1313         struct memory_failure_entry entry = {
1314                 .pfn =          pfn,
1315                 .trapno =       trapno,
1316                 .flags =        flags,
1317         };
1318
1319         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1320         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1321         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1322                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1323         else
1324                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1325                        pfn);
1326         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1327         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1328 }
1329 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1330
1331 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1332 {
1333         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1334         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1335         unsigned long proc_flags;
1336         int gotten;
1337
1338         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1339         for (;;) {
1340                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1341                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1342                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1343                 if (!gotten)
1344                         break;
1345                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1346                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1347                 else
1348                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1349         }
1350 }
1351
1352 static int __init memory_failure_init(void)
1353 {
1354         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1355         int cpu;
1356
1357         for_each_possible_cpu(cpu) {
1358                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1359                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1360                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1361                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1362         }
1363
1364         return 0;
1365 }
1366 core_initcall(memory_failure_init);
1367
1368 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1369 ({                                                      \
1370         if (__ratelimit(rs))                            \
1371                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1372 })
1373
1374 /**
1375  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1376  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1377  *
1378  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1379  * memory_failure() earlier.
1380  *
1381  * This is only done on the software-level, so it only works
1382  * for linux injected failures, not real hardware failures
1383  *
1384  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1385  */
1386 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1387 {
1388         struct page *page;
1389         struct page *p;
1390         int freeit = 0;
1391         unsigned int nr_pages;
1392         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1393                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1394
1395         if (!pfn_valid(pfn))
1396                 return -ENXIO;
1397
1398         p = pfn_to_page(pfn);
1399         page = compound_head(p);
1400
1401         if (!PageHWPoison(p)) {
1402                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1403                                  pfn, &unpoison_rs);
1404                 return 0;
1405         }
1406
1407         if (page_count(page) > 1) {
1408                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1409                                  pfn, &unpoison_rs);
1410                 return 0;
1411         }
1412
1413         if (page_mapped(page)) {
1414                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1415                                  pfn, &unpoison_rs);
1416                 return 0;
1417         }
1418
1419         if (page_mapping(page)) {
1420                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1421                                  pfn, &unpoison_rs);
1422                 return 0;
1423         }
1424
1425         /*
1426          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1427          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1428          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1429          */
1430         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1431                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1432                                  pfn, &unpoison_rs);
1433                 return 0;
1434         }
1435
1436         nr_pages = 1 << compound_order(page);
1437
1438         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1439                 /*
1440                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1441                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1442                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1443                  * to the end.
1444                  */
1445                 if (PageHuge(page)) {
1446                         unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n",
1447                                          pfn, &unpoison_rs);
1448                         return 0;
1449                 }
1450                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1451                         num_poisoned_pages_dec();
1452                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1453                                  pfn, &unpoison_rs);
1454                 return 0;
1455         }
1456
1457         lock_page(page);
1458         /*
1459          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1460          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1461          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1462          * the free buddy page pool.
1463          */
1464         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1465                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1466                                  pfn, &unpoison_rs);
1467                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1468                 freeit = 1;
1469                 if (PageHuge(page))
1470                         clear_page_hwpoison_huge_page(page);
1471         }
1472         unlock_page(page);
1473
1474         put_hwpoison_page(page);
1475         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1476                 put_hwpoison_page(page);
1477
1478         return 0;
1479 }
1480 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1481
1482 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1483 {
1484         int nid = page_to_nid(p);
1485         if (PageHuge(p))
1486                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1487                                                    nid);
1488         else
1489                 return __alloc_pages_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1490 }
1491
1492 /*
1493  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1494  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1495  * that is not free, and 1 for any other page type.
1496  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1497  */
1498 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1499 {
1500         int ret;
1501
1502         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1503                 return 1;
1504
1505         /*
1506          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1507          * from free hugepage list.
1508          */
1509         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1510                 if (PageHuge(p)) {
1511                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1512                         ret = 0;
1513                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1514                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1515                         ret = 0;
1516                 } else {
1517                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1518                                 __func__, pfn, p->flags);
1519                         ret = -EIO;
1520                 }
1521         } else {
1522                 /* Not a free page */
1523                 ret = 1;
1524         }
1525         return ret;
1526 }
1527
1528 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1529 {
1530         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1531
1532         if (ret == 1 && !PageHuge(page) &&
1533             !PageLRU(page) && !__PageMovable(page)) {
1534                 /*
1535                  * Try to free it.
1536                  */
1537                 put_hwpoison_page(page);
1538                 shake_page(page, 1);
1539
1540                 /*
1541                  * Did it turn free?
1542                  */
1543                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1544                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1545                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1546                         put_hwpoison_page(page);
1547                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx (%pGp)\n",
1548                                 pfn, page->flags, &page->flags);
1549                         return -EIO;
1550                 }
1551         }
1552         return ret;
1553 }
1554
1555 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1556 {
1557         int ret;
1558         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1559         struct page *hpage = compound_head(page);
1560         LIST_HEAD(pagelist);
1561
1562         /*
1563          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1564          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1565          */
1566         lock_page(hpage);
1567         if (PageHWPoison(hpage)) {
1568                 unlock_page(hpage);
1569                 put_hwpoison_page(hpage);
1570                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1571                 return -EBUSY;
1572         }
1573         unlock_page(hpage);
1574
1575         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1576         /*
1577          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1578          * so need to drop one here.
1579          */
1580         put_hwpoison_page(hpage);
1581         if (!ret) {
1582                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1583                 return -EBUSY;
1584         }
1585
1586         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1587                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1588         if (ret) {
1589                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1590                         pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1591                 /*
1592                  * We know that soft_offline_huge_page() tries to migrate
1593                  * only one hugepage pointed to by hpage, so we need not
1594                  * run through the pagelist here.
1595                  */
1596                 putback_active_hugepage(hpage);
1597                 if (ret > 0)
1598                         ret = -EIO;
1599         } else {
1600                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1601                 if (PageHuge(page)) {
1602                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1603                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1604                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1605                 } else {
1606                         SetPageHWPoison(page);
1607                         num_poisoned_pages_inc();
1608                 }
1609         }
1610         return ret;
1611 }
1612
1613 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1614 {
1615         int ret;
1616         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1617
1618         /*
1619          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1620          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1621          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1622          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1623          */
1624         lock_page(page);
1625         wait_on_page_writeback(page);
1626         if (PageHWPoison(page)) {
1627                 unlock_page(page);
1628                 put_hwpoison_page(page);
1629                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1630                 return -EBUSY;
1631         }
1632         /*
1633          * Try to invalidate first. This should work for
1634          * non dirty unmapped page cache pages.
1635          */
1636         ret = invalidate_inode_page(page);
1637         unlock_page(page);
1638         /*
1639          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1640          * would need to fix isolation locking first.
1641          */
1642         if (ret == 1) {
1643                 put_hwpoison_page(page);
1644                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1645                 SetPageHWPoison(page);
1646                 num_poisoned_pages_inc();
1647                 return 0;
1648         }
1649
1650         /*
1651          * Simple invalidation didn't work.
1652          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1653          * handles a large number of cases for us.
1654          */
1655         if (PageLRU(page))
1656                 ret = isolate_lru_page(page);
1657         else
1658                 ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1659         /*
1660          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1661          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1662          */
1663         put_hwpoison_page(page);
1664         if (!ret) {
1665                 LIST_HEAD(pagelist);
1666                 /*
1667                  * After isolated lru page, the PageLRU will be cleared,
1668                  * so use !__PageMovable instead for LRU page's mapping
1669                  * cannot have PAGE_MAPPING_MOVABLE.
1670                  */
1671                 if (!__PageMovable(page))
1672                         inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1673                                                 page_is_file_cache(page));
1674                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1675                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1676                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1677                 if (ret) {
1678                         if (!list_empty(&pagelist))
1679                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1680
1681                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1682                                 pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1683                         if (ret > 0)
1684                                 ret = -EIO;
1685                 }
1686         } else {
1687                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx (%pGp)\n",
1688                         pfn, ret, page_count(page), page->flags, &page->flags);
1689         }
1690         return ret;
1691 }
1692
1693 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1694 {
1695         int ret;
1696         struct page *hpage = compound_head(page);
1697
1698         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1699                 lock_page(hpage);
1700                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1701                         unlock_page(hpage);
1702                         if (!PageAnon(hpage))
1703                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1704                         else
1705                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1706                         put_hwpoison_page(hpage);
1707                         return -EBUSY;
1708                 }
1709                 unlock_page(hpage);
1710                 get_hwpoison_page(page);
1711                 put_hwpoison_page(hpage);
1712         }
1713
1714         if (PageHuge(page))
1715                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1716         else
1717                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1718
1719         return ret;
1720 }
1721
1722 static void soft_offline_free_page(struct page *page)
1723 {
1724         if (PageHuge(page)) {
1725                 struct page *hpage = compound_head(page);
1726
1727                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1728                 if (!dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage))
1729                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1730         } else {
1731                 if (!TestSetPageHWPoison(page))
1732                         num_poisoned_pages_inc();
1733         }
1734 }
1735
1736 /**
1737  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1738  * @page: page to offline
1739  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1740  *
1741  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1742  *
1743  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1744  * without killing anything. This is for the case when
1745  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1746  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1747  * out.
1748  *
1749  * The actual policy on when to do that is maintained by
1750  * user space.
1751  *
1752  * This should never impact any application or cause data loss,
1753  * however it might take some time.
1754  *
1755  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1756  * ``good enough'' for the majority of memory.
1757  */
1758 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1759 {
1760         int ret;
1761         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1762
1763         if (PageHWPoison(page)) {
1764                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1765                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1766                         put_hwpoison_page(page);
1767                 return -EBUSY;
1768         }
1769
1770         get_online_mems();
1771         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1772         put_online_mems();
1773
1774         if (ret > 0)
1775                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1776         else if (ret == 0)
1777                 soft_offline_free_page(page);
1778
1779         return ret;
1780 }