]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memory-failure.c
mm: rename alloc_pages_exact_node() to __alloc_pages_node()
[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.h>
44 #include <linux/ksm.h>
45 #include <linux/rmap.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/pagemap.h>
48 #include <linux/swap.h>
49 #include <linux/backing-dev.h>
50 #include <linux/migrate.h>
51 #include <linux/page-isolation.h>
52 #include <linux/suspend.h>
53 #include <linux/slab.h>
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/hugetlb.h>
56 #include <linux/memory_hotplug.h>
57 #include <linux/mm_inline.h>
58 #include <linux/kfifo.h>
59 #include "internal.h"
60 #include "ras/ras_event.h"
61
62 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
63
64 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
65
66 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
67
68 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
69
70 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
71 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
72 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
73 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
74 u64 hwpoison_filter_flags_value;
75 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
80
81 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
82 {
83         struct address_space *mapping;
84         dev_t dev;
85
86         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
87             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
88                 return 0;
89
90         /*
91          * page_mapping() does not accept slab pages.
92          */
93         if (PageSlab(p))
94                 return -EINVAL;
95
96         mapping = page_mapping(p);
97         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
98                 return -EINVAL;
99
100         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
101         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
102             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
103                 return -EINVAL;
104         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
105             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
106                 return -EINVAL;
107
108         return 0;
109 }
110
111 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
112 {
113         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
114                 return 0;
115
116         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
117                                     hwpoison_filter_flags_value)
118                 return 0;
119         else
120                 return -EINVAL;
121 }
122
123 /*
124  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
125  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
126  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
127  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
128  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
129  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
130  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
131  * a freed page.
132  */
133 #ifdef  CONFIG_MEMCG_SWAP
134 u64 hwpoison_filter_memcg;
135 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
136 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
137 {
138         struct mem_cgroup *mem;
139         struct cgroup_subsys_state *css;
140         unsigned long ino;
141
142         if (!hwpoison_filter_memcg)
143                 return 0;
144
145         mem = try_get_mem_cgroup_from_page(p);
146         if (!mem)
147                 return -EINVAL;
148
149         css = &mem->css;
150         ino = cgroup_ino(css->cgroup);
151         css_put(css);
152
153         if (ino != hwpoison_filter_memcg)
154                 return -EINVAL;
155
156         return 0;
157 }
158 #else
159 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
160 #endif
161
162 int hwpoison_filter(struct page *p)
163 {
164         if (!hwpoison_filter_enable)
165                 return 0;
166
167         if (hwpoison_filter_dev(p))
168                 return -EINVAL;
169
170         if (hwpoison_filter_flags(p))
171                 return -EINVAL;
172
173         if (hwpoison_filter_task(p))
174                 return -EINVAL;
175
176         return 0;
177 }
178 #else
179 int hwpoison_filter(struct page *p)
180 {
181         return 0;
182 }
183 #endif
184
185 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
186
187 /*
188  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
189  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
190  * ``action required'' if error happened in current execution context
191  */
192 static int kill_proc(struct task_struct *t, unsigned long addr, int trapno,
193                         unsigned long pfn, struct page *page, int flags)
194 {
195         struct siginfo si;
196         int ret;
197
198         printk(KERN_ERR
199                 "MCE %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
200                 pfn, t->comm, t->pid);
201         si.si_signo = SIGBUS;
202         si.si_errno = 0;
203         si.si_addr = (void *)addr;
204 #ifdef __ARCH_SI_TRAPNO
205         si.si_trapno = trapno;
206 #endif
207         si.si_addr_lsb = compound_order(compound_head(page)) + PAGE_SHIFT;
208
209         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
210                 si.si_code = BUS_MCEERR_AR;
211                 ret = force_sig_info(SIGBUS, &si, current);
212         } else {
213                 /*
214                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
215                  * can be temporarily blocked.
216                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
217                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
218                  */
219                 si.si_code = BUS_MCEERR_AO;
220                 ret = send_sig_info(SIGBUS, &si, t);  /* synchronous? */
221         }
222         if (ret < 0)
223                 printk(KERN_INFO "MCE: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
224                        t->comm, t->pid, ret);
225         return ret;
226 }
227
228 /*
229  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
230  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
231  */
232 void shake_page(struct page *p, int access)
233 {
234         if (!PageSlab(p)) {
235                 lru_add_drain_all();
236                 if (PageLRU(p))
237                         return;
238                 drain_all_pages(page_zone(p));
239                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
240                         return;
241         }
242
243         /*
244          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
245          * other caches) if access is not potentially fatal.
246          */
247         if (access)
248                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
249 }
250 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
251
252 /*
253  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
254  * the page.
255  *
256  * General strategy:
257  * Find all processes having the page mapped and kill them.
258  * But we keep a page reference around so that the page is not
259  * actually freed yet.
260  * Then stash the page away
261  *
262  * There's no convenient way to get back to mapped processes
263  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
264  * running processes.
265  *
266  * Remember that machine checks are not common (or rather
267  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
268  * be a performance issue.
269  *
270  * Also there are some races possible while we get from the
271  * error detection to actually handle it.
272  */
273
274 struct to_kill {
275         struct list_head nd;
276         struct task_struct *tsk;
277         unsigned long addr;
278         char addr_valid;
279 };
280
281 /*
282  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
283  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
284  */
285
286 /*
287  * Schedule a process for later kill.
288  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
289  * TBD would GFP_NOIO be enough?
290  */
291 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
292                        struct vm_area_struct *vma,
293                        struct list_head *to_kill,
294                        struct to_kill **tkc)
295 {
296         struct to_kill *tk;
297
298         if (*tkc) {
299                 tk = *tkc;
300                 *tkc = NULL;
301         } else {
302                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
303                 if (!tk) {
304                         printk(KERN_ERR
305                 "MCE: Out of memory while machine check handling\n");
306                         return;
307                 }
308         }
309         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
310         tk->addr_valid = 1;
311
312         /*
313          * In theory we don't have to kill when the page was
314          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
315          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
316          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
317          */
318         if (tk->addr == -EFAULT) {
319                 pr_info("MCE: Unable to find user space address %lx in %s\n",
320                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
321                 tk->addr_valid = 0;
322         }
323         get_task_struct(tsk);
324         tk->tsk = tsk;
325         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
326 }
327
328 /*
329  * Kill the processes that have been collected earlier.
330  *
331  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
332  * (this is used for clean pages which do not need killing)
333  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
334  * wrong earlier.
335  */
336 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, int trapno,
337                           int fail, struct page *page, unsigned long pfn,
338                           int flags)
339 {
340         struct to_kill *tk, *next;
341
342         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
343                 if (forcekill) {
344                         /*
345                          * In case something went wrong with munmapping
346                          * make sure the process doesn't catch the
347                          * signal and then access the memory. Just kill it.
348                          */
349                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
350                                 printk(KERN_ERR
351                 "MCE %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
352                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
353                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
354                         }
355
356                         /*
357                          * In theory the process could have mapped
358                          * something else on the address in-between. We could
359                          * check for that, but we need to tell the
360                          * process anyways.
361                          */
362                         else if (kill_proc(tk->tsk, tk->addr, trapno,
363                                               pfn, page, flags) < 0)
364                                 printk(KERN_ERR
365                 "MCE %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
366                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
367                 }
368                 put_task_struct(tk->tsk);
369                 kfree(tk);
370         }
371 }
372
373 /*
374  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
375  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
376  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
377  *
378  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
379  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
380  */
381 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
382 {
383         struct task_struct *t;
384
385         for_each_thread(tsk, t)
386                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
387                         return t;
388         return NULL;
389 }
390
391 /*
392  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
393  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
394  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
395  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
396  */
397 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
398                                            int force_early)
399 {
400         struct task_struct *t;
401         if (!tsk->mm)
402                 return NULL;
403         if (force_early)
404                 return tsk;
405         t = find_early_kill_thread(tsk);
406         if (t)
407                 return t;
408         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
409                 return tsk;
410         return NULL;
411 }
412
413 /*
414  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
415  */
416 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
417                               struct to_kill **tkc, int force_early)
418 {
419         struct vm_area_struct *vma;
420         struct task_struct *tsk;
421         struct anon_vma *av;
422         pgoff_t pgoff;
423
424         av = page_lock_anon_vma_read(page);
425         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
426                 return;
427
428         pgoff = page_to_pgoff(page);
429         read_lock(&tasklist_lock);
430         for_each_process (tsk) {
431                 struct anon_vma_chain *vmac;
432                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
433
434                 if (!t)
435                         continue;
436                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
437                                                pgoff, pgoff) {
438                         vma = vmac->vma;
439                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
440                                 continue;
441                         if (vma->vm_mm == t->mm)
442                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
443                 }
444         }
445         read_unlock(&tasklist_lock);
446         page_unlock_anon_vma_read(av);
447 }
448
449 /*
450  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
451  */
452 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
453                               struct to_kill **tkc, int force_early)
454 {
455         struct vm_area_struct *vma;
456         struct task_struct *tsk;
457         struct address_space *mapping = page->mapping;
458
459         i_mmap_lock_read(mapping);
460         read_lock(&tasklist_lock);
461         for_each_process(tsk) {
462                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
463                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
464
465                 if (!t)
466                         continue;
467                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
468                                       pgoff) {
469                         /*
470                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
471                          * the page but the corrupted page is not necessarily
472                          * mapped it in its pte.
473                          * Assume applications who requested early kill want
474                          * to be informed of all such data corruptions.
475                          */
476                         if (vma->vm_mm == t->mm)
477                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
478                 }
479         }
480         read_unlock(&tasklist_lock);
481         i_mmap_unlock_read(mapping);
482 }
483
484 /*
485  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
486  * This is done in two steps for locking reasons.
487  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
488  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
489  */
490 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
491                                 int force_early)
492 {
493         struct to_kill *tk;
494
495         if (!page->mapping)
496                 return;
497
498         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
499         if (!tk)
500                 return;
501         if (PageAnon(page))
502                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
503         else
504                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
505         kfree(tk);
506 }
507
508 static const char *action_name[] = {
509         [MF_IGNORED] = "Ignored",
510         [MF_FAILED] = "Failed",
511         [MF_DELAYED] = "Delayed",
512         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
513 };
514
515 static const char * const action_page_types[] = {
516         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
517         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
518         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
519         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
520         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
521         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
522         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
523         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
524         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
525         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
526         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
527         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
528         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
529         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
530         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
531         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
532         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
533         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
534         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
535         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
536 };
537
538 /*
539  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
540  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
541  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
542  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
543  */
544 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
545 {
546         if (!isolate_lru_page(p)) {
547                 /*
548                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
549                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
550                  */
551                 ClearPageActive(p);
552                 ClearPageUnevictable(p);
553                 /*
554                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
555                  */
556                 page_cache_release(p);
557                 return 0;
558         }
559         return -EIO;
560 }
561
562 /*
563  * Error hit kernel page.
564  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
565  * could be more sophisticated.
566  */
567 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
568 {
569         return MF_IGNORED;
570 }
571
572 /*
573  * Page in unknown state. Do nothing.
574  */
575 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
576 {
577         printk(KERN_ERR "MCE %#lx: Unknown page state\n", pfn);
578         return MF_FAILED;
579 }
580
581 /*
582  * Clean (or cleaned) page cache page.
583  */
584 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
585 {
586         int err;
587         int ret = MF_FAILED;
588         struct address_space *mapping;
589
590         delete_from_lru_cache(p);
591
592         /*
593          * For anonymous pages we're done the only reference left
594          * should be the one m_f() holds.
595          */
596         if (PageAnon(p))
597                 return MF_RECOVERED;
598
599         /*
600          * Now truncate the page in the page cache. This is really
601          * more like a "temporary hole punch"
602          * Don't do this for block devices when someone else
603          * has a reference, because it could be file system metadata
604          * and that's not safe to truncate.
605          */
606         mapping = page_mapping(p);
607         if (!mapping) {
608                 /*
609                  * Page has been teared down in the meanwhile
610                  */
611                 return MF_FAILED;
612         }
613
614         /*
615          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
616          *
617          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
618          */
619         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
620                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
621                 if (err != 0) {
622                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to punch page: %d\n",
623                                         pfn, err);
624                 } else if (page_has_private(p) &&
625                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
626                         pr_info("MCE %#lx: failed to release buffers\n", pfn);
627                 } else {
628                         ret = MF_RECOVERED;
629                 }
630         } else {
631                 /*
632                  * If the file system doesn't support it just invalidate
633                  * This fails on dirty or anything with private pages
634                  */
635                 if (invalidate_inode_page(p))
636                         ret = MF_RECOVERED;
637                 else
638                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to invalidate\n",
639                                 pfn);
640         }
641         return ret;
642 }
643
644 /*
645  * Dirty pagecache page
646  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
647  * propagated.
648  */
649 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
650 {
651         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
652
653         SetPageError(p);
654         /* TBD: print more information about the file. */
655         if (mapping) {
656                 /*
657                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
658                  * who check the mapping.
659                  * This way the application knows that something went
660                  * wrong with its dirty file data.
661                  *
662                  * There's one open issue:
663                  *
664                  * The EIO will be only reported on the next IO
665                  * operation and then cleared through the IO map.
666                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
667                  * first through the AS_EIO flag in the address space
668                  * and then through the PageError flag in the page.
669                  * Since we drop pages on memory failure handling the
670                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
671                  *
672                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
673                  * the first operation that returns an error, while
674                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
675                  * when the page is reread or dropped.  If an
676                  * application assumes it will always get error on
677                  * fsync, but does other operations on the fd before
678                  * and the page is dropped between then the error
679                  * will not be properly reported.
680                  *
681                  * This can already happen even without hwpoisoned
682                  * pages: first on metadata IO errors (which only
683                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
684                  * at the wrong time.
685                  *
686                  * So right now we assume that the application DTRT on
687                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
688                  * of the kernel.
689                  */
690                 mapping_set_error(mapping, EIO);
691         }
692
693         return me_pagecache_clean(p, pfn);
694 }
695
696 /*
697  * Clean and dirty swap cache.
698  *
699  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
700  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
701  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
702  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
703  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
704  * and then
705  *      - clear dirty bit to prevent IO
706  *      - remove from LRU
707  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
708  *        a later page fault, we know the application is accessing
709  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
710  *        interception code in do_swap_page to catch it).
711  *
712  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
713  * bring in the known good data from disk.
714  */
715 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
716 {
717         ClearPageDirty(p);
718         /* Trigger EIO in shmem: */
719         ClearPageUptodate(p);
720
721         if (!delete_from_lru_cache(p))
722                 return MF_DELAYED;
723         else
724                 return MF_FAILED;
725 }
726
727 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
728 {
729         delete_from_swap_cache(p);
730
731         if (!delete_from_lru_cache(p))
732                 return MF_RECOVERED;
733         else
734                 return MF_FAILED;
735 }
736
737 /*
738  * Huge pages. Needs work.
739  * Issues:
740  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
741  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
742  */
743 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
744 {
745         int res = 0;
746         struct page *hpage = compound_head(p);
747
748         if (!PageHuge(hpage))
749                 return MF_DELAYED;
750
751         /*
752          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
753          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
754          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
755          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
756          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
757          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
758          * We assume that this function is called with page lock held,
759          * so there is no race between isolation and mapping/unmapping.
760          */
761         if (!(page_mapping(hpage) || PageAnon(hpage))) {
762                 res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
763                 if (!res)
764                         return MF_RECOVERED;
765         }
766         return MF_DELAYED;
767 }
768
769 /*
770  * Various page states we can handle.
771  *
772  * A page state is defined by its current page->flags bits.
773  * The table matches them in order and calls the right handler.
774  *
775  * This is quite tricky because we can access page at any time
776  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
777  *
778  * This is not complete. More states could be added.
779  * For any missing state don't attempt recovery.
780  */
781
782 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
783 #define sc              (1UL << PG_swapcache)
784 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
785 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
786 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
787 #define lru             (1UL << PG_lru)
788 #define swapbacked      (1UL << PG_swapbacked)
789 #define head            (1UL << PG_head)
790 #define tail            (1UL << PG_tail)
791 #define compound        (1UL << PG_compound)
792 #define slab            (1UL << PG_slab)
793 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
794
795 static struct page_state {
796         unsigned long mask;
797         unsigned long res;
798         enum mf_action_page_type type;
799         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
800 } error_states[] = {
801         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
802         /*
803          * free pages are specially detected outside this table:
804          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
805          */
806
807         /*
808          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
809          * currently unused objects without touching them. But just
810          * treat it as standard kernel for now.
811          */
812         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
813
814 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
815         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
816         { tail,         tail,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
817 #else
818         { compound,     compound,       MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
819 #endif
820
821         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
822         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
823
824         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
825         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
826
827         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
828         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
829
830         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
831         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
832
833         /*
834          * Catchall entry: must be at end.
835          */
836         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
837 };
838
839 #undef dirty
840 #undef sc
841 #undef unevict
842 #undef mlock
843 #undef writeback
844 #undef lru
845 #undef swapbacked
846 #undef head
847 #undef tail
848 #undef compound
849 #undef slab
850 #undef reserved
851
852 /*
853  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
854  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
855  */
856 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
857                           enum mf_result result)
858 {
859         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
860
861         pr_err("MCE %#lx: recovery action for %s: %s\n",
862                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
863 }
864
865 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
866                         unsigned long pfn)
867 {
868         int result;
869         int count;
870
871         result = ps->action(p, pfn);
872
873         count = page_count(p) - 1;
874         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
875                 count--;
876         if (count != 0) {
877                 printk(KERN_ERR
878                        "MCE %#lx: %s still referenced by %d users\n",
879                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
880                 result = MF_FAILED;
881         }
882         action_result(pfn, ps->type, result);
883
884         /* Could do more checks here if page looks ok */
885         /*
886          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
887          */
888
889         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
890 }
891
892 /**
893  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
894  * @page:       raw error page (hit by memory error)
895  *
896  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
897  * non-zero value.)
898  */
899 int get_hwpoison_page(struct page *page)
900 {
901         struct page *head = compound_head(page);
902
903         if (PageHuge(head))
904                 return get_page_unless_zero(head);
905
906         /*
907          * Thp tail page has special refcounting rule (refcount of tail pages
908          * is stored in ->_mapcount,) so we can't call get_page_unless_zero()
909          * directly for tail pages.
910          */
911         if (PageTransHuge(head)) {
912                 /*
913                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
914                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
915                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
916                  * tries to touch the "partially handled" page.
917                  */
918                 if (!PageAnon(head)) {
919                         pr_err("MCE: %#lx: non anonymous thp\n",
920                                 page_to_pfn(page));
921                         return 0;
922                 }
923
924                 if (get_page_unless_zero(head)) {
925                         if (PageTail(page))
926                                 get_page(page);
927                         return 1;
928                 } else {
929                         return 0;
930                 }
931         }
932
933         return get_page_unless_zero(page);
934 }
935 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
936
937 /**
938  * put_hwpoison_page() - Put refcount for memory error handling:
939  * @page:       raw error page (hit by memory error)
940  */
941 void put_hwpoison_page(struct page *page)
942 {
943         struct page *head = compound_head(page);
944
945         if (PageHuge(head)) {
946                 put_page(head);
947                 return;
948         }
949
950         if (PageTransHuge(head))
951                 if (page != head)
952                         put_page(head);
953
954         put_page(page);
955 }
956 EXPORT_SYMBOL_GPL(put_hwpoison_page);
957
958 /*
959  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
960  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
961  */
962 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
963                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
964 {
965         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
966         struct address_space *mapping;
967         LIST_HEAD(tokill);
968         int ret;
969         int kill = 1, forcekill;
970         struct page *hpage = *hpagep;
971
972         /*
973          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
974          * other types of pages.
975          */
976         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
977                 return SWAP_SUCCESS;
978         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
979                 return SWAP_SUCCESS;
980
981         /*
982          * This check implies we don't kill processes if their pages
983          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
984          */
985         if (!page_mapped(hpage))
986                 return SWAP_SUCCESS;
987
988         if (PageKsm(p)) {
989                 pr_err("MCE %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
990                 return SWAP_FAIL;
991         }
992
993         if (PageSwapCache(p)) {
994                 printk(KERN_ERR
995                        "MCE %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n", pfn);
996                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
997         }
998
999         /*
1000          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
1001          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
1002          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
1003          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
1004          */
1005         mapping = page_mapping(hpage);
1006         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
1007             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
1008                 if (page_mkclean(hpage)) {
1009                         SetPageDirty(hpage);
1010                 } else {
1011                         kill = 0;
1012                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1013                         printk(KERN_INFO
1014         "MCE %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
1015                                 pfn);
1016                 }
1017         }
1018
1019         /*
1020          * First collect all the processes that have the page
1021          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1022          * because ttu takes the rmap data structures down.
1023          *
1024          * Error handling: We ignore errors here because
1025          * there's nothing that can be done.
1026          */
1027         if (kill)
1028                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1029
1030         ret = try_to_unmap(hpage, ttu);
1031         if (ret != SWAP_SUCCESS)
1032                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1033                                 pfn, page_mapcount(hpage));
1034
1035         /*
1036          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1037          * struct page and all unmaps done we can decide if
1038          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1039          * was dirty or the process is not restartable,
1040          * otherwise the tokill list is merely
1041          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1042          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1043          * any accesses to the poisoned memory.
1044          */
1045         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1046         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno,
1047                       ret != SWAP_SUCCESS, p, pfn, flags);
1048
1049         return ret;
1050 }
1051
1052 static void set_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1053 {
1054         int i;
1055         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1056         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1057                 SetPageHWPoison(hpage + i);
1058 }
1059
1060 static void clear_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1061 {
1062         int i;
1063         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1064         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1065                 ClearPageHWPoison(hpage + i);
1066 }
1067
1068 /**
1069  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1070  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1071  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1072  * @flags: fine tune action taken
1073  *
1074  * This function is called by the low level machine check code
1075  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1076  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1077  * dropping pages, killing processes etc.
1078  *
1079  * The function is primarily of use for corruptions that
1080  * happen outside the current execution context (e.g. when
1081  * detected by a background scrubber)
1082  *
1083  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1084  * enabled and no spinlocks hold.
1085  */
1086 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1087 {
1088         struct page_state *ps;
1089         struct page *p;
1090         struct page *hpage;
1091         struct page *orig_head;
1092         int res;
1093         unsigned int nr_pages;
1094         unsigned long page_flags;
1095
1096         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1097                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1098
1099         if (!pfn_valid(pfn)) {
1100                 printk(KERN_ERR
1101                        "MCE %#lx: memory outside kernel control\n",
1102                        pfn);
1103                 return -ENXIO;
1104         }
1105
1106         p = pfn_to_page(pfn);
1107         orig_head = hpage = compound_head(p);
1108         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1109                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: already hardware poisoned\n", pfn);
1110                 return 0;
1111         }
1112
1113         /*
1114          * Currently errors on hugetlbfs pages are measured in hugepage units,
1115          * so nr_pages should be 1 << compound_order.  OTOH when errors are on
1116          * transparent hugepages, they are supposed to be split and error
1117          * measurement is done in normal page units.  So nr_pages should be one
1118          * in this case.
1119          */
1120         if (PageHuge(p))
1121                 nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1122         else /* normal page or thp */
1123                 nr_pages = 1;
1124         num_poisoned_pages_add(nr_pages);
1125
1126         /*
1127          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1128          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1129          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1130          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1131          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1132          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1133          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1134          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1135          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1136          *    used and will be freed some time later.
1137          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1138          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1139          */
1140         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1141                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1142                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1143                         return 0;
1144                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1145                         /*
1146                          * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1147                          */
1148                         lock_page(hpage);
1149                         if (PageHWPoison(hpage)) {
1150                                 if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1151                                     || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1152                                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1153                                         unlock_page(hpage);
1154                                         return 0;
1155                                 }
1156                         }
1157                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1158                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1159                         action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE,
1160                                       res ? MF_IGNORED : MF_DELAYED);
1161                         unlock_page(hpage);
1162                         return res;
1163                 } else {
1164                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1165                         return -EBUSY;
1166                 }
1167         }
1168
1169         if (!PageHuge(p) && PageTransHuge(hpage)) {
1170                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1171                         if (!PageAnon(hpage))
1172                                 pr_err("MCE: %#lx: non anonymous thp\n", pfn);
1173                         else
1174                                 pr_err("MCE: %#lx: thp split failed\n", pfn);
1175                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1176                                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1177                         put_hwpoison_page(p);
1178                         return -EBUSY;
1179                 }
1180                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1181                 hpage = compound_head(p);
1182         }
1183
1184         /*
1185          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1186          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1187          * - to avoid races with __set_page_locked()
1188          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1189          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1190          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1191          */
1192         if (!PageHuge(p)) {
1193                 if (!PageLRU(p))
1194                         shake_page(p, 0);
1195                 if (!PageLRU(p)) {
1196                         /*
1197                          * shake_page could have turned it free.
1198                          */
1199                         if (is_free_buddy_page(p)) {
1200                                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1201                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1202                                 else
1203                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND,
1204                                                       MF_DELAYED);
1205                                 return 0;
1206                         }
1207                 }
1208         }
1209
1210         lock_page(hpage);
1211
1212         /*
1213          * The page could have changed compound pages during the locking.
1214          * If this happens just bail out.
1215          */
1216         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1217                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1218                 res = -EBUSY;
1219                 goto out;
1220         }
1221
1222         /*
1223          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1224          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1225          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1226          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1227          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1228          */
1229         page_flags = p->flags;
1230
1231         /*
1232          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1233          */
1234         if (!PageHWPoison(p)) {
1235                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1236                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1237                 unlock_page(hpage);
1238                 put_hwpoison_page(hpage);
1239                 return 0;
1240         }
1241         if (hwpoison_filter(p)) {
1242                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1243                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1244                 unlock_page(hpage);
1245                 put_hwpoison_page(hpage);
1246                 return 0;
1247         }
1248
1249         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1250                 goto identify_page_state;
1251
1252         /*
1253          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1254          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1255          */
1256         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1257                 action_result(pfn, MF_MSG_POISONED_HUGE, MF_IGNORED);
1258                 unlock_page(hpage);
1259                 put_hwpoison_page(hpage);
1260                 return 0;
1261         }
1262         /*
1263          * Set PG_hwpoison on all pages in an error hugepage,
1264          * because containment is done in hugepage unit for now.
1265          * Since we have done TestSetPageHWPoison() for the head page with
1266          * page lock held, we can safely set PG_hwpoison bits on tail pages.
1267          */
1268         if (PageHuge(p))
1269                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1270
1271         /*
1272          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1273          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1274          */
1275         wait_on_page_writeback(p);
1276
1277         /*
1278          * Now take care of user space mappings.
1279          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1280          *
1281          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1282          * page after thp split.
1283          */
1284         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)
1285             != SWAP_SUCCESS) {
1286                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1287                 res = -EBUSY;
1288                 goto out;
1289         }
1290
1291         /*
1292          * Torn down by someone else?
1293          */
1294         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1295                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1296                 res = -EBUSY;
1297                 goto out;
1298         }
1299
1300 identify_page_state:
1301         res = -EBUSY;
1302         /*
1303          * The first check uses the current page flags which may not have any
1304          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1305          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1306          */
1307         for (ps = error_states;; ps++)
1308                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1309                         break;
1310
1311         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1312
1313         if (!ps->mask)
1314                 for (ps = error_states;; ps++)
1315                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1316                                 break;
1317         res = page_action(ps, p, pfn);
1318 out:
1319         unlock_page(hpage);
1320         return res;
1321 }
1322 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1323
1324 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1325 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1326
1327 struct memory_failure_entry {
1328         unsigned long pfn;
1329         int trapno;
1330         int flags;
1331 };
1332
1333 struct memory_failure_cpu {
1334         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1335                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1336         spinlock_t lock;
1337         struct work_struct work;
1338 };
1339
1340 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1341
1342 /**
1343  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1344  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1345  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1346  * @flags: Flags for memory failure handling
1347  *
1348  * This function is called by the low level hardware error handler
1349  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1350  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1351  * processes etc.
1352  *
1353  * The function is primarily of use for corruptions that
1354  * happen outside the current execution context (e.g. when
1355  * detected by a background scrubber)
1356  *
1357  * Can run in IRQ context.
1358  */
1359 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1360 {
1361         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1362         unsigned long proc_flags;
1363         struct memory_failure_entry entry = {
1364                 .pfn =          pfn,
1365                 .trapno =       trapno,
1366                 .flags =        flags,
1367         };
1368
1369         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1370         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1371         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1372                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1373         else
1374                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1375                        pfn);
1376         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1377         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1378 }
1379 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1380
1381 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1382 {
1383         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1384         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1385         unsigned long proc_flags;
1386         int gotten;
1387
1388         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1389         for (;;) {
1390                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1391                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1392                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1393                 if (!gotten)
1394                         break;
1395                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1396                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1397                 else
1398                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1399         }
1400 }
1401
1402 static int __init memory_failure_init(void)
1403 {
1404         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1405         int cpu;
1406
1407         for_each_possible_cpu(cpu) {
1408                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1409                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1410                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1411                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1412         }
1413
1414         return 0;
1415 }
1416 core_initcall(memory_failure_init);
1417
1418 /**
1419  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1420  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1421  *
1422  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1423  * memory_failure() earlier.
1424  *
1425  * This is only done on the software-level, so it only works
1426  * for linux injected failures, not real hardware failures
1427  *
1428  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1429  */
1430 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1431 {
1432         struct page *page;
1433         struct page *p;
1434         int freeit = 0;
1435         unsigned int nr_pages;
1436
1437         if (!pfn_valid(pfn))
1438                 return -ENXIO;
1439
1440         p = pfn_to_page(pfn);
1441         page = compound_head(p);
1442
1443         if (!PageHWPoison(p)) {
1444                 pr_info("MCE: Page was already unpoisoned %#lx\n", pfn);
1445                 return 0;
1446         }
1447
1448         if (page_count(page) > 1) {
1449                 pr_info("MCE: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n", pfn);
1450                 return 0;
1451         }
1452
1453         if (page_mapped(page)) {
1454                 pr_info("MCE: Someone maps the hwpoison page %#lx\n", pfn);
1455                 return 0;
1456         }
1457
1458         if (page_mapping(page)) {
1459                 pr_info("MCE: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1460                         pfn);
1461                 return 0;
1462         }
1463
1464         /*
1465          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1466          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1467          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1468          */
1469         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1470                 pr_info("MCE: Memory failure is now running on %#lx\n", pfn);
1471                 return 0;
1472         }
1473
1474         nr_pages = 1 << compound_order(page);
1475
1476         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1477                 /*
1478                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1479                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1480                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1481                  * to the end.
1482                  */
1483                 if (PageHuge(page)) {
1484                         pr_info("MCE: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n", pfn);
1485                         return 0;
1486                 }
1487                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1488                         num_poisoned_pages_dec();
1489                 pr_info("MCE: Software-unpoisoned free page %#lx\n", pfn);
1490                 return 0;
1491         }
1492
1493         lock_page(page);
1494         /*
1495          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1496          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1497          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1498          * the free buddy page pool.
1499          */
1500         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1501                 pr_info("MCE: Software-unpoisoned page %#lx\n", pfn);
1502                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1503                 freeit = 1;
1504                 if (PageHuge(page))
1505                         clear_page_hwpoison_huge_page(page);
1506         }
1507         unlock_page(page);
1508
1509         put_hwpoison_page(page);
1510         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1511                 put_hwpoison_page(page);
1512
1513         return 0;
1514 }
1515 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1516
1517 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1518 {
1519         int nid = page_to_nid(p);
1520         if (PageHuge(p))
1521                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1522                                                    nid);
1523         else
1524                 return __alloc_pages_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1529  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1530  * that is not free, and 1 for any other page type.
1531  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1532  */
1533 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1534 {
1535         int ret;
1536
1537         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1538                 return 1;
1539
1540         /*
1541          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1542          * from free hugepage list.
1543          */
1544         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1545                 if (PageHuge(p)) {
1546                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1547                         ret = 0;
1548                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1549                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1550                         ret = 0;
1551                 } else {
1552                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1553                                 __func__, pfn, p->flags);
1554                         ret = -EIO;
1555                 }
1556         } else {
1557                 /* Not a free page */
1558                 ret = 1;
1559         }
1560         return ret;
1561 }
1562
1563 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1564 {
1565         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1566
1567         if (ret == 1 && !PageHuge(page) && !PageLRU(page)) {
1568                 /*
1569                  * Try to free it.
1570                  */
1571                 put_hwpoison_page(page);
1572                 shake_page(page, 1);
1573
1574                 /*
1575                  * Did it turn free?
1576                  */
1577                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1578                 if (!PageLRU(page)) {
1579                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1580                         put_hwpoison_page(page);
1581                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1582                                 pfn, page->flags);
1583                         return -EIO;
1584                 }
1585         }
1586         return ret;
1587 }
1588
1589 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1590 {
1591         int ret;
1592         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1593         struct page *hpage = compound_head(page);
1594         LIST_HEAD(pagelist);
1595
1596         /*
1597          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1598          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1599          */
1600         lock_page(hpage);
1601         if (PageHWPoison(hpage)) {
1602                 unlock_page(hpage);
1603                 put_hwpoison_page(hpage);
1604                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1605                 return -EBUSY;
1606         }
1607         unlock_page(hpage);
1608
1609         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1610         /*
1611          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1612          * so need to drop one here.
1613          */
1614         put_hwpoison_page(hpage);
1615         if (!ret) {
1616                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1617                 return -EBUSY;
1618         }
1619
1620         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1621                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1622         if (ret) {
1623                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1624                         pfn, ret, page->flags);
1625                 /*
1626                  * We know that soft_offline_huge_page() tries to migrate
1627                  * only one hugepage pointed to by hpage, so we need not
1628                  * run through the pagelist here.
1629                  */
1630                 putback_active_hugepage(hpage);
1631                 if (ret > 0)
1632                         ret = -EIO;
1633         } else {
1634                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1635                 if (PageHuge(page)) {
1636                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1637                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1638                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1639                 } else {
1640                         SetPageHWPoison(page);
1641                         num_poisoned_pages_inc();
1642                 }
1643         }
1644         return ret;
1645 }
1646
1647 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1648 {
1649         int ret;
1650         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1651
1652         /*
1653          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1654          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1655          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1656          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1657          */
1658         lock_page(page);
1659         wait_on_page_writeback(page);
1660         if (PageHWPoison(page)) {
1661                 unlock_page(page);
1662                 put_hwpoison_page(page);
1663                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1664                 return -EBUSY;
1665         }
1666         /*
1667          * Try to invalidate first. This should work for
1668          * non dirty unmapped page cache pages.
1669          */
1670         ret = invalidate_inode_page(page);
1671         unlock_page(page);
1672         /*
1673          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1674          * would need to fix isolation locking first.
1675          */
1676         if (ret == 1) {
1677                 put_hwpoison_page(page);
1678                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1679                 SetPageHWPoison(page);
1680                 num_poisoned_pages_inc();
1681                 return 0;
1682         }
1683
1684         /*
1685          * Simple invalidation didn't work.
1686          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1687          * handles a large number of cases for us.
1688          */
1689         ret = isolate_lru_page(page);
1690         /*
1691          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1692          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1693          */
1694         put_hwpoison_page(page);
1695         if (!ret) {
1696                 LIST_HEAD(pagelist);
1697                 inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1698                                         page_is_file_cache(page));
1699                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1700                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1701                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1702                 if (ret) {
1703                         if (!list_empty(&pagelist)) {
1704                                 list_del(&page->lru);
1705                                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1706                                                 page_is_file_cache(page));
1707                                 putback_lru_page(page);
1708                         }
1709
1710                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1711                                 pfn, ret, page->flags);
1712                         if (ret > 0)
1713                                 ret = -EIO;
1714                 }
1715         } else {
1716                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1717                         pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1718         }
1719         return ret;
1720 }
1721
1722 /**
1723  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1724  * @page: page to offline
1725  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1726  *
1727  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1728  *
1729  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1730  * without killing anything. This is for the case when
1731  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1732  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1733  * out.
1734  *
1735  * The actual policy on when to do that is maintained by
1736  * user space.
1737  *
1738  * This should never impact any application or cause data loss,
1739  * however it might take some time.
1740  *
1741  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1742  * ``good enough'' for the majority of memory.
1743  */
1744 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1745 {
1746         int ret;
1747         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1748         struct page *hpage = compound_head(page);
1749
1750         if (PageHWPoison(page)) {
1751                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1752                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1753                         put_hwpoison_page(page);
1754                 return -EBUSY;
1755         }
1756         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1757                 if (PageAnon(hpage) && unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1758                         pr_info("soft offline: %#lx: failed to split THP\n",
1759                                 pfn);
1760                         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1761                                 put_hwpoison_page(page);
1762                         return -EBUSY;
1763                 }
1764         }
1765
1766         get_online_mems();
1767
1768         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1769         put_online_mems();
1770         if (ret > 0) { /* for in-use pages */
1771                 if (PageHuge(page))
1772                         ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1773                 else
1774                         ret = __soft_offline_page(page, flags);
1775         } else if (ret == 0) { /* for free pages */
1776                 if (PageHuge(page)) {
1777                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1778                         if (!dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage))
1779                                 num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1780                 } else {
1781                         if (!TestSetPageHWPoison(page))
1782                                 num_poisoned_pages_inc();
1783                 }
1784         }
1785         return ret;
1786 }