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