mm,hwpoison: cleanup unused PageHuge() check
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memory-failure.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Copyright (C) 2008, 2009 Intel Corporation
4  * Authors: Andi Kleen, Fengguang Wu
5  *
6  * High level machine check handler. Handles pages reported by the
7  * hardware as being corrupted usually due to a multi-bit ECC memory or cache
8  * failure.
9  * 
10  * In addition there is a "soft offline" entry point that allows stop using
11  * not-yet-corrupted-by-suspicious pages without killing anything.
12  *
13  * Handles page cache pages in various states.  The tricky part
14  * here is that we can access any page asynchronously in respect to 
15  * other VM users, because memory failures could happen anytime and 
16  * anywhere. This could violate some of their assumptions. This is why 
17  * this code has to be extremely careful. Generally it tries to use 
18  * normal locking rules, as in get the standard locks, even if that means 
19  * the error handling takes potentially a long time.
20  *
21  * It can be very tempting to add handling for obscure cases here.
22  * In general any code for handling new cases should only be added iff:
23  * - You know how to test it.
24  * - You have a test that can be added to mce-test
25  *   https://git.kernel.org/cgit/utils/cpu/mce/mce-test.git/
26  * - The case actually shows up as a frequent (top 10) page state in
27  *   tools/vm/page-types when running a real workload.
28  * 
29  * There are several operations here with exponential complexity because
30  * of unsuitable VM data structures. For example the operation to map back 
31  * from RMAP chains to processes has to walk the complete process list and 
32  * has non linear complexity with the number. But since memory corruptions
33  * are rare we hope to get away with this. This avoids impacting the core 
34  * VM.
35  */
36 #include <linux/kernel.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/kernel-page-flags.h>
40 #include <linux/sched/signal.h>
41 #include <linux/sched/task.h>
42 #include <linux/ksm.h>
43 #include <linux/rmap.h>
44 #include <linux/export.h>
45 #include <linux/pagemap.h>
46 #include <linux/swap.h>
47 #include <linux/backing-dev.h>
48 #include <linux/migrate.h>
49 #include <linux/suspend.h>
50 #include <linux/slab.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/hugetlb.h>
53 #include <linux/memory_hotplug.h>
54 #include <linux/mm_inline.h>
55 #include <linux/memremap.h>
56 #include <linux/kfifo.h>
57 #include <linux/ratelimit.h>
58 #include <linux/page-isolation.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
134 u64 hwpoison_filter_memcg;
135 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
136 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
137 {
138         if (!hwpoison_filter_memcg)
139                 return 0;
140
141         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
142                 return -EINVAL;
143
144         return 0;
145 }
146 #else
147 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
148 #endif
149
150 int hwpoison_filter(struct page *p)
151 {
152         if (!hwpoison_filter_enable)
153                 return 0;
154
155         if (hwpoison_filter_dev(p))
156                 return -EINVAL;
157
158         if (hwpoison_filter_flags(p))
159                 return -EINVAL;
160
161         if (hwpoison_filter_task(p))
162                 return -EINVAL;
163
164         return 0;
165 }
166 #else
167 int hwpoison_filter(struct page *p)
168 {
169         return 0;
170 }
171 #endif
172
173 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
174
175 /*
176  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
177  * the page.
178  *
179  * General strategy:
180  * Find all processes having the page mapped and kill them.
181  * But we keep a page reference around so that the page is not
182  * actually freed yet.
183  * Then stash the page away
184  *
185  * There's no convenient way to get back to mapped processes
186  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
187  * running processes.
188  *
189  * Remember that machine checks are not common (or rather
190  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
191  * be a performance issue.
192  *
193  * Also there are some races possible while we get from the
194  * error detection to actually handle it.
195  */
196
197 struct to_kill {
198         struct list_head nd;
199         struct task_struct *tsk;
200         unsigned long addr;
201         short size_shift;
202 };
203
204 /*
205  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
206  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
207  * ``action required'' if error happened in current execution context
208  */
209 static int kill_proc(struct to_kill *tk, unsigned long pfn, int flags)
210 {
211         struct task_struct *t = tk->tsk;
212         short addr_lsb = tk->size_shift;
213         int ret = 0;
214
215         pr_err("Memory failure: %#lx: Sending SIGBUS to %s:%d due to hardware memory corruption\n",
216                         pfn, t->comm, t->pid);
217
218         if (flags & MF_ACTION_REQUIRED) {
219                 WARN_ON_ONCE(t != current);
220                 ret = force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR,
221                                          (void __user *)tk->addr, addr_lsb);
222         } else {
223                 /*
224                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
225                  * can be temporarily blocked.
226                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
227                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
228                  */
229                 ret = send_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AO, (void __user *)tk->addr,
230                                       addr_lsb, t);  /* synchronous? */
231         }
232         if (ret < 0)
233                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
234                         t->comm, t->pid, ret);
235         return ret;
236 }
237
238 /*
239  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
240  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
241  */
242 void shake_page(struct page *p, int access)
243 {
244         if (PageHuge(p))
245                 return;
246
247         if (!PageSlab(p)) {
248                 lru_add_drain_all();
249                 if (PageLRU(p))
250                         return;
251                 drain_all_pages(page_zone(p));
252                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
253                         return;
254         }
255
256         /*
257          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
258          * other caches) if access is not potentially fatal.
259          */
260         if (access)
261                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
262 }
263 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
264
265 static unsigned long dev_pagemap_mapping_shift(struct page *page,
266                 struct vm_area_struct *vma)
267 {
268         unsigned long address = vma_address(page, vma);
269         pgd_t *pgd;
270         p4d_t *p4d;
271         pud_t *pud;
272         pmd_t *pmd;
273         pte_t *pte;
274
275         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, address);
276         if (!pgd_present(*pgd))
277                 return 0;
278         p4d = p4d_offset(pgd, address);
279         if (!p4d_present(*p4d))
280                 return 0;
281         pud = pud_offset(p4d, address);
282         if (!pud_present(*pud))
283                 return 0;
284         if (pud_devmap(*pud))
285                 return PUD_SHIFT;
286         pmd = pmd_offset(pud, address);
287         if (!pmd_present(*pmd))
288                 return 0;
289         if (pmd_devmap(*pmd))
290                 return PMD_SHIFT;
291         pte = pte_offset_map(pmd, address);
292         if (!pte_present(*pte))
293                 return 0;
294         if (pte_devmap(*pte))
295                 return PAGE_SHIFT;
296         return 0;
297 }
298
299 /*
300  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
301  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
302  */
303
304 /*
305  * Schedule a process for later kill.
306  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
307  */
308 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
309                        struct vm_area_struct *vma,
310                        struct list_head *to_kill)
311 {
312         struct to_kill *tk;
313
314         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
315         if (!tk) {
316                 pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
317                 return;
318         }
319
320         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
321         if (is_zone_device_page(p))
322                 tk->size_shift = dev_pagemap_mapping_shift(p, vma);
323         else
324                 tk->size_shift = page_shift(compound_head(p));
325
326         /*
327          * Send SIGKILL if "tk->addr == -EFAULT". Also, as
328          * "tk->size_shift" is always non-zero for !is_zone_device_page(),
329          * so "tk->size_shift == 0" effectively checks no mapping on
330          * ZONE_DEVICE. Indeed, when a devdax page is mmapped N times
331          * to a process' address space, it's possible not all N VMAs
332          * contain mappings for the page, but at least one VMA does.
333          * Only deliver SIGBUS with payload derived from the VMA that
334          * has a mapping for the page.
335          */
336         if (tk->addr == -EFAULT) {
337                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
338                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
339         } else if (tk->size_shift == 0) {
340                 kfree(tk);
341                 return;
342         }
343
344         get_task_struct(tsk);
345         tk->tsk = tsk;
346         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
347 }
348
349 /*
350  * Kill the processes that have been collected earlier.
351  *
352  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
353  * (this is used for clean pages which do not need killing)
354  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
355  * wrong earlier.
356  */
357 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, bool fail,
358                 unsigned long pfn, int flags)
359 {
360         struct to_kill *tk, *next;
361
362         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
363                 if (forcekill) {
364                         /*
365                          * In case something went wrong with munmapping
366                          * make sure the process doesn't catch the
367                          * signal and then access the memory. Just kill it.
368                          */
369                         if (fail || tk->addr == -EFAULT) {
370                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
371                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
372                                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV,
373                                                  tk->tsk, PIDTYPE_PID);
374                         }
375
376                         /*
377                          * In theory the process could have mapped
378                          * something else on the address in-between. We could
379                          * check for that, but we need to tell the
380                          * process anyways.
381                          */
382                         else if (kill_proc(tk, pfn, flags) < 0)
383                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
384                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
385                 }
386                 put_task_struct(tk->tsk);
387                 kfree(tk);
388         }
389 }
390
391 /*
392  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
393  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
394  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
395  *
396  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
397  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
398  */
399 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
400 {
401         struct task_struct *t;
402
403         for_each_thread(tsk, t) {
404                 if (t->flags & PF_MCE_PROCESS) {
405                         if (t->flags & PF_MCE_EARLY)
406                                 return t;
407                 } else {
408                         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
409                                 return t;
410                 }
411         }
412         return NULL;
413 }
414
415 /*
416  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
417  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
418  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
419  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
420  *
421  * Note that the above is true for Action Optional case, but not for Action
422  * Required case where SIGBUS should sent only to the current thread.
423  */
424 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
425                                            int force_early)
426 {
427         if (!tsk->mm)
428                 return NULL;
429         if (force_early) {
430                 /*
431                  * Comparing ->mm here because current task might represent
432                  * a subthread, while tsk always points to the main thread.
433                  */
434                 if (tsk->mm == current->mm)
435                         return current;
436                 else
437                         return NULL;
438         }
439         return find_early_kill_thread(tsk);
440 }
441
442 /*
443  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
444  */
445 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
446                                 int force_early)
447 {
448         struct vm_area_struct *vma;
449         struct task_struct *tsk;
450         struct anon_vma *av;
451         pgoff_t pgoff;
452
453         av = page_lock_anon_vma_read(page);
454         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
455                 return;
456
457         pgoff = page_to_pgoff(page);
458         read_lock(&tasklist_lock);
459         for_each_process (tsk) {
460                 struct anon_vma_chain *vmac;
461                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
462
463                 if (!t)
464                         continue;
465                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
466                                                pgoff, pgoff) {
467                         vma = vmac->vma;
468                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
469                                 continue;
470                         if (vma->vm_mm == t->mm)
471                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill);
472                 }
473         }
474         read_unlock(&tasklist_lock);
475         page_unlock_anon_vma_read(av);
476 }
477
478 /*
479  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
480  */
481 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
482                                 int force_early)
483 {
484         struct vm_area_struct *vma;
485         struct task_struct *tsk;
486         struct address_space *mapping = page->mapping;
487         pgoff_t pgoff;
488
489         i_mmap_lock_read(mapping);
490         read_lock(&tasklist_lock);
491         pgoff = page_to_pgoff(page);
492         for_each_process(tsk) {
493                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
494
495                 if (!t)
496                         continue;
497                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
498                                       pgoff) {
499                         /*
500                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
501                          * the page but the corrupted page is not necessarily
502                          * mapped it in its pte.
503                          * Assume applications who requested early kill want
504                          * to be informed of all such data corruptions.
505                          */
506                         if (vma->vm_mm == t->mm)
507                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill);
508                 }
509         }
510         read_unlock(&tasklist_lock);
511         i_mmap_unlock_read(mapping);
512 }
513
514 /*
515  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
516  */
517 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
518                                 int force_early)
519 {
520         if (!page->mapping)
521                 return;
522
523         if (PageAnon(page))
524                 collect_procs_anon(page, tokill, force_early);
525         else
526                 collect_procs_file(page, tokill, force_early);
527 }
528
529 static const char *action_name[] = {
530         [MF_IGNORED] = "Ignored",
531         [MF_FAILED] = "Failed",
532         [MF_DELAYED] = "Delayed",
533         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
534 };
535
536 static const char * const action_page_types[] = {
537         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
538         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
539         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
540         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
541         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
542         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
543         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
544         [MF_MSG_NON_PMD_HUGE]           = "non-pmd-sized huge page",
545         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
546         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
547         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
548         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
549         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
550         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
551         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
552         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
553         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
554         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
555         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
556         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
557         [MF_MSG_DAX]                    = "dax page",
558         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
559 };
560
561 /*
562  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
563  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
564  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
565  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
566  */
567 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
568 {
569         if (!isolate_lru_page(p)) {
570                 /*
571                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
572                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
573                  */
574                 ClearPageActive(p);
575                 ClearPageUnevictable(p);
576
577                 /*
578                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
579                  * to uncharge it manually from its memcg.
580                  */
581                 mem_cgroup_uncharge(p);
582
583                 /*
584                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
585                  */
586                 put_page(p);
587                 return 0;
588         }
589         return -EIO;
590 }
591
592 static int truncate_error_page(struct page *p, unsigned long pfn,
593                                 struct address_space *mapping)
594 {
595         int ret = MF_FAILED;
596
597         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
598                 int err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
599
600                 if (err != 0) {
601                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
602                                 pfn, err);
603                 } else if (page_has_private(p) &&
604                            !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
605                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
606                                 pfn);
607                 } else {
608                         ret = MF_RECOVERED;
609                 }
610         } else {
611                 /*
612                  * If the file system doesn't support it just invalidate
613                  * This fails on dirty or anything with private pages
614                  */
615                 if (invalidate_inode_page(p))
616                         ret = MF_RECOVERED;
617                 else
618                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
619                                 pfn);
620         }
621
622         return ret;
623 }
624
625 /*
626  * Error hit kernel page.
627  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
628  * could be more sophisticated.
629  */
630 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
631 {
632         return MF_IGNORED;
633 }
634
635 /*
636  * Page in unknown state. Do nothing.
637  */
638 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
639 {
640         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
641         return MF_FAILED;
642 }
643
644 /*
645  * Clean (or cleaned) page cache page.
646  */
647 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
648 {
649         struct address_space *mapping;
650
651         delete_from_lru_cache(p);
652
653         /*
654          * For anonymous pages we're done the only reference left
655          * should be the one m_f() holds.
656          */
657         if (PageAnon(p))
658                 return MF_RECOVERED;
659
660         /*
661          * Now truncate the page in the page cache. This is really
662          * more like a "temporary hole punch"
663          * Don't do this for block devices when someone else
664          * has a reference, because it could be file system metadata
665          * and that's not safe to truncate.
666          */
667         mapping = page_mapping(p);
668         if (!mapping) {
669                 /*
670                  * Page has been teared down in the meanwhile
671                  */
672                 return MF_FAILED;
673         }
674
675         /*
676          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
677          *
678          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
679          */
680         return truncate_error_page(p, pfn, mapping);
681 }
682
683 /*
684  * Dirty pagecache page
685  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
686  * propagated.
687  */
688 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
689 {
690         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
691
692         SetPageError(p);
693         /* TBD: print more information about the file. */
694         if (mapping) {
695                 /*
696                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
697                  * who check the mapping.
698                  * This way the application knows that something went
699                  * wrong with its dirty file data.
700                  *
701                  * There's one open issue:
702                  *
703                  * The EIO will be only reported on the next IO
704                  * operation and then cleared through the IO map.
705                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
706                  * first through the AS_EIO flag in the address space
707                  * and then through the PageError flag in the page.
708                  * Since we drop pages on memory failure handling the
709                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
710                  *
711                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
712                  * the first operation that returns an error, while
713                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
714                  * when the page is reread or dropped.  If an
715                  * application assumes it will always get error on
716                  * fsync, but does other operations on the fd before
717                  * and the page is dropped between then the error
718                  * will not be properly reported.
719                  *
720                  * This can already happen even without hwpoisoned
721                  * pages: first on metadata IO errors (which only
722                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
723                  * at the wrong time.
724                  *
725                  * So right now we assume that the application DTRT on
726                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
727                  * of the kernel.
728                  */
729                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
730         }
731
732         return me_pagecache_clean(p, pfn);
733 }
734
735 /*
736  * Clean and dirty swap cache.
737  *
738  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
739  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
740  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
741  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
742  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
743  * and then
744  *      - clear dirty bit to prevent IO
745  *      - remove from LRU
746  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
747  *        a later page fault, we know the application is accessing
748  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
749  *        interception code in do_swap_page to catch it).
750  *
751  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
752  * bring in the known good data from disk.
753  */
754 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
755 {
756         ClearPageDirty(p);
757         /* Trigger EIO in shmem: */
758         ClearPageUptodate(p);
759
760         if (!delete_from_lru_cache(p))
761                 return MF_DELAYED;
762         else
763                 return MF_FAILED;
764 }
765
766 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
767 {
768         delete_from_swap_cache(p);
769
770         if (!delete_from_lru_cache(p))
771                 return MF_RECOVERED;
772         else
773                 return MF_FAILED;
774 }
775
776 /*
777  * Huge pages. Needs work.
778  * Issues:
779  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
780  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
781  */
782 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
783 {
784         int res = 0;
785         struct page *hpage = compound_head(p);
786         struct address_space *mapping;
787
788         if (!PageHuge(hpage))
789                 return MF_DELAYED;
790
791         mapping = page_mapping(hpage);
792         if (mapping) {
793                 res = truncate_error_page(hpage, pfn, mapping);
794         } else {
795                 unlock_page(hpage);
796                 /*
797                  * migration entry prevents later access on error anonymous
798                  * hugepage, so we can free and dissolve it into buddy to
799                  * save healthy subpages.
800                  */
801                 if (PageAnon(hpage))
802                         put_page(hpage);
803                 dissolve_free_huge_page(p);
804                 res = MF_RECOVERED;
805                 lock_page(hpage);
806         }
807
808         return res;
809 }
810
811 /*
812  * Various page states we can handle.
813  *
814  * A page state is defined by its current page->flags bits.
815  * The table matches them in order and calls the right handler.
816  *
817  * This is quite tricky because we can access page at any time
818  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
819  *
820  * This is not complete. More states could be added.
821  * For any missing state don't attempt recovery.
822  */
823
824 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
825 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
826 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
827 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
828 #define lru             (1UL << PG_lru)
829 #define head            (1UL << PG_head)
830 #define slab            (1UL << PG_slab)
831 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
832
833 static struct page_state {
834         unsigned long mask;
835         unsigned long res;
836         enum mf_action_page_type type;
837         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
838 } error_states[] = {
839         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
840         /*
841          * free pages are specially detected outside this table:
842          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
843          */
844
845         /*
846          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
847          * currently unused objects without touching them. But just
848          * treat it as standard kernel for now.
849          */
850         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
851
852         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
853
854         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
855         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
856
857         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
858         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
859
860         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
861         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
862
863         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
864         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
865
866         /*
867          * Catchall entry: must be at end.
868          */
869         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
870 };
871
872 #undef dirty
873 #undef sc
874 #undef unevict
875 #undef mlock
876 #undef lru
877 #undef head
878 #undef slab
879 #undef reserved
880
881 /*
882  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
883  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
884  */
885 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
886                           enum mf_result result)
887 {
888         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
889
890         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
891                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
892 }
893
894 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
895                         unsigned long pfn)
896 {
897         int result;
898         int count;
899
900         result = ps->action(p, pfn);
901
902         count = page_count(p) - 1;
903         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
904                 count--;
905         if (count > 0) {
906                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
907                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
908                 result = MF_FAILED;
909         }
910         action_result(pfn, ps->type, result);
911
912         /* Could do more checks here if page looks ok */
913         /*
914          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
915          */
916
917         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
918 }
919
920 /**
921  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
922  * @page:       raw error page (hit by memory error)
923  *
924  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
925  * non-zero value.)
926  */
927 int get_hwpoison_page(struct page *page)
928 {
929         struct page *head = compound_head(page);
930
931         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
932                 /*
933                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
934                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
935                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
936                  * tries to touch the "partially handled" page.
937                  */
938                 if (!PageAnon(head)) {
939                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
940                                 page_to_pfn(page));
941                         return 0;
942                 }
943         }
944
945         if (get_page_unless_zero(head)) {
946                 if (head == compound_head(page))
947                         return 1;
948
949                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
950                         page_to_pfn(page));
951                 put_page(head);
952         }
953
954         return 0;
955 }
956 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_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 bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
963                                   int flags, struct page **hpagep)
964 {
965         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
966         struct address_space *mapping;
967         LIST_HEAD(tokill);
968         bool unmap_success = true;
969         int kill = 1, forcekill;
970         struct page *hpage = *hpagep;
971         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
972
973         /*
974          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
975          * other types of pages.
976          */
977         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
978                 return true;
979         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
980                 return true;
981
982         /*
983          * This check implies we don't kill processes if their pages
984          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
985          */
986         if (!page_mapped(hpage))
987                 return true;
988
989         if (PageKsm(p)) {
990                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
991                 return false;
992         }
993
994         if (PageSwapCache(p)) {
995                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
996                         pfn);
997                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
998         }
999
1000         /*
1001          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
1002          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
1003          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
1004          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
1005          */
1006         mapping = page_mapping(hpage);
1007         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
1008             mapping_can_writeback(mapping)) {
1009                 if (page_mkclean(hpage)) {
1010                         SetPageDirty(hpage);
1011                 } else {
1012                         kill = 0;
1013                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1014                         pr_info("Memory failure: %#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         if (!PageHuge(hpage)) {
1031                 unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
1032         } else {
1033                 /*
1034                  * For hugetlb pages, try_to_unmap could potentially call
1035                  * huge_pmd_unshare.  Because of this, take semaphore in
1036                  * write mode here and set TTU_RMAP_LOCKED to indicate we
1037                  * have taken the lock at this higer level.
1038                  *
1039                  * Note that the call to hugetlb_page_mapping_lock_write
1040                  * is necessary even if mapping is already set.  It handles
1041                  * ugliness of potentially having to drop page lock to obtain
1042                  * i_mmap_rwsem.
1043                  */
1044                 mapping = hugetlb_page_mapping_lock_write(hpage);
1045
1046                 if (mapping) {
1047                         unmap_success = try_to_unmap(hpage,
1048                                                      ttu|TTU_RMAP_LOCKED);
1049                         i_mmap_unlock_write(mapping);
1050                 } else {
1051                         pr_info("Memory failure: %#lx: could not find mapping for mapped huge page\n",
1052                                 pfn);
1053                         unmap_success = false;
1054                 }
1055         }
1056         if (!unmap_success)
1057                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1058                        pfn, page_mapcount(hpage));
1059
1060         /*
1061          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
1062          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
1063          */
1064         if (mlocked)
1065                 shake_page(hpage, 0);
1066
1067         /*
1068          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1069          * struct page and all unmaps done we can decide if
1070          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1071          * was dirty or the process is not restartable,
1072          * otherwise the tokill list is merely
1073          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1074          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1075          * any accesses to the poisoned memory.
1076          */
1077         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1078         kill_procs(&tokill, forcekill, !unmap_success, pfn, flags);
1079
1080         return unmap_success;
1081 }
1082
1083 static int identify_page_state(unsigned long pfn, struct page *p,
1084                                 unsigned long page_flags)
1085 {
1086         struct page_state *ps;
1087
1088         /*
1089          * The first check uses the current page flags which may not have any
1090          * relevant information. The second check with the saved page flags is
1091          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1092          */
1093         for (ps = error_states;; ps++)
1094                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1095                         break;
1096
1097         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1098
1099         if (!ps->mask)
1100                 for (ps = error_states;; ps++)
1101                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1102                                 break;
1103         return page_action(ps, p, pfn);
1104 }
1105
1106 static int memory_failure_hugetlb(unsigned long pfn, int flags)
1107 {
1108         struct page *p = pfn_to_page(pfn);
1109         struct page *head = compound_head(p);
1110         int res;
1111         unsigned long page_flags;
1112
1113         if (TestSetPageHWPoison(head)) {
1114                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1115                        pfn);
1116                 return 0;
1117         }
1118
1119         num_poisoned_pages_inc();
1120
1121         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1122                 /*
1123                  * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1124                  */
1125                 lock_page(head);
1126                 if (PageHWPoison(head)) {
1127                         if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1128                             || (p != head && TestSetPageHWPoison(head))) {
1129                                 num_poisoned_pages_dec();
1130                                 unlock_page(head);
1131                                 return 0;
1132                         }
1133                 }
1134                 unlock_page(head);
1135                 dissolve_free_huge_page(p);
1136                 action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE, MF_DELAYED);
1137                 return 0;
1138         }
1139
1140         lock_page(head);
1141         page_flags = head->flags;
1142
1143         if (!PageHWPoison(head)) {
1144                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1145                 num_poisoned_pages_dec();
1146                 unlock_page(head);
1147                 put_hwpoison_page(head);
1148                 return 0;
1149         }
1150
1151         /*
1152          * TODO: hwpoison for pud-sized hugetlb doesn't work right now, so
1153          * simply disable it. In order to make it work properly, we need
1154          * make sure that:
1155          *  - conversion of a pud that maps an error hugetlb into hwpoison
1156          *    entry properly works, and
1157          *  - other mm code walking over page table is aware of pud-aligned
1158          *    hwpoison entries.
1159          */
1160         if (huge_page_size(page_hstate(head)) > PMD_SIZE) {
1161                 action_result(pfn, MF_MSG_NON_PMD_HUGE, MF_IGNORED);
1162                 res = -EBUSY;
1163                 goto out;
1164         }
1165
1166         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &head)) {
1167                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1168                 res = -EBUSY;
1169                 goto out;
1170         }
1171
1172         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1173 out:
1174         unlock_page(head);
1175         return res;
1176 }
1177
1178 static int memory_failure_dev_pagemap(unsigned long pfn, int flags,
1179                 struct dev_pagemap *pgmap)
1180 {
1181         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1182         const bool unmap_success = true;
1183         unsigned long size = 0;
1184         struct to_kill *tk;
1185         LIST_HEAD(tokill);
1186         int rc = -EBUSY;
1187         loff_t start;
1188         dax_entry_t cookie;
1189
1190         /*
1191          * Prevent the inode from being freed while we are interrogating
1192          * the address_space, typically this would be handled by
1193          * lock_page(), but dax pages do not use the page lock. This
1194          * also prevents changes to the mapping of this pfn until
1195          * poison signaling is complete.
1196          */
1197         cookie = dax_lock_page(page);
1198         if (!cookie)
1199                 goto out;
1200
1201         if (hwpoison_filter(page)) {
1202                 rc = 0;
1203                 goto unlock;
1204         }
1205
1206         if (pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE) {
1207                 /*
1208                  * TODO: Handle HMM pages which may need coordination
1209                  * with device-side memory.
1210                  */
1211                 goto unlock;
1212         }
1213
1214         /*
1215          * Use this flag as an indication that the dax page has been
1216          * remapped UC to prevent speculative consumption of poison.
1217          */
1218         SetPageHWPoison(page);
1219
1220         /*
1221          * Unlike System-RAM there is no possibility to swap in a
1222          * different physical page at a given virtual address, so all
1223          * userspace consumption of ZONE_DEVICE memory necessitates
1224          * SIGBUS (i.e. MF_MUST_KILL)
1225          */
1226         flags |= MF_ACTION_REQUIRED | MF_MUST_KILL;
1227         collect_procs(page, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1228
1229         list_for_each_entry(tk, &tokill, nd)
1230                 if (tk->size_shift)
1231                         size = max(size, 1UL << tk->size_shift);
1232         if (size) {
1233                 /*
1234                  * Unmap the largest mapping to avoid breaking up
1235                  * device-dax mappings which are constant size. The
1236                  * actual size of the mapping being torn down is
1237                  * communicated in siginfo, see kill_proc()
1238                  */
1239                 start = (page->index << PAGE_SHIFT) & ~(size - 1);
1240                 unmap_mapping_range(page->mapping, start, start + size, 0);
1241         }
1242         kill_procs(&tokill, flags & MF_MUST_KILL, !unmap_success, pfn, flags);
1243         rc = 0;
1244 unlock:
1245         dax_unlock_page(page, cookie);
1246 out:
1247         /* drop pgmap ref acquired in caller */
1248         put_dev_pagemap(pgmap);
1249         action_result(pfn, MF_MSG_DAX, rc ? MF_FAILED : MF_RECOVERED);
1250         return rc;
1251 }
1252
1253 /**
1254  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1255  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1256  * @flags: fine tune action taken
1257  *
1258  * This function is called by the low level machine check code
1259  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1260  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1261  * dropping pages, killing processes etc.
1262  *
1263  * The function is primarily of use for corruptions that
1264  * happen outside the current execution context (e.g. when
1265  * detected by a background scrubber)
1266  *
1267  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1268  * enabled and no spinlocks hold.
1269  */
1270 int memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
1271 {
1272         struct page *p;
1273         struct page *hpage;
1274         struct page *orig_head;
1275         struct dev_pagemap *pgmap;
1276         int res;
1277         unsigned long page_flags;
1278
1279         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1280                 panic("Memory failure on page %lx", pfn);
1281
1282         p = pfn_to_online_page(pfn);
1283         if (!p) {
1284                 if (pfn_valid(pfn)) {
1285                         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
1286                         if (pgmap)
1287                                 return memory_failure_dev_pagemap(pfn, flags,
1288                                                                   pgmap);
1289                 }
1290                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1291                         pfn);
1292                 return -ENXIO;
1293         }
1294
1295         if (PageHuge(p))
1296                 return memory_failure_hugetlb(pfn, flags);
1297         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1298                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1299                         pfn);
1300                 return 0;
1301         }
1302
1303         orig_head = hpage = compound_head(p);
1304         num_poisoned_pages_inc();
1305
1306         /*
1307          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1308          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1309          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1310          * 2) it's part of a non-compound high order page.
1311          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1312          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1313          *    used and will be freed some time later.
1314          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1315          * that may make page_ref_freeze()/page_ref_unfreeze() mismatch.
1316          */
1317         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1318                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1319                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1320                         return 0;
1321                 } else {
1322                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1323                         return -EBUSY;
1324                 }
1325         }
1326
1327         if (PageTransHuge(hpage)) {
1328                 lock_page(p);
1329                 if (!PageAnon(p) || unlikely(split_huge_page(p))) {
1330                         unlock_page(p);
1331                         if (!PageAnon(p))
1332                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1333                                         pfn);
1334                         else
1335                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1336                                         pfn);
1337                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1338                                 num_poisoned_pages_dec();
1339                         put_hwpoison_page(p);
1340                         return -EBUSY;
1341                 }
1342                 unlock_page(p);
1343                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1344                 hpage = compound_head(p);
1345         }
1346
1347         /*
1348          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1349          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1350          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1351          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1352          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1353          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1354          */
1355         shake_page(p, 0);
1356         /* shake_page could have turned it free. */
1357         if (!PageLRU(p) && is_free_buddy_page(p)) {
1358                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1359                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1360                 else
1361                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND, MF_DELAYED);
1362                 return 0;
1363         }
1364
1365         lock_page(p);
1366
1367         /*
1368          * The page could have changed compound pages during the locking.
1369          * If this happens just bail out.
1370          */
1371         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1372                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1373                 res = -EBUSY;
1374                 goto out;
1375         }
1376
1377         /*
1378          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1379          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1380          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1381          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1382          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1383          */
1384         page_flags = p->flags;
1385
1386         /*
1387          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1388          */
1389         if (!PageHWPoison(p)) {
1390                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1391                 num_poisoned_pages_dec();
1392                 unlock_page(p);
1393                 put_hwpoison_page(p);
1394                 return 0;
1395         }
1396         if (hwpoison_filter(p)) {
1397                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1398                         num_poisoned_pages_dec();
1399                 unlock_page(p);
1400                 put_hwpoison_page(p);
1401                 return 0;
1402         }
1403
1404         if (!PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1405                 goto identify_page_state;
1406
1407         /*
1408          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1409          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1410          */
1411         wait_on_page_writeback(p);
1412
1413         /*
1414          * Now take care of user space mappings.
1415          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1416          *
1417          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1418          * page after thp split.
1419          */
1420         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &hpage)) {
1421                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1422                 res = -EBUSY;
1423                 goto out;
1424         }
1425
1426         /*
1427          * Torn down by someone else?
1428          */
1429         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1430                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1431                 res = -EBUSY;
1432                 goto out;
1433         }
1434
1435 identify_page_state:
1436         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1437 out:
1438         unlock_page(p);
1439         return res;
1440 }
1441 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1442
1443 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1444 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1445
1446 struct memory_failure_entry {
1447         unsigned long pfn;
1448         int flags;
1449 };
1450
1451 struct memory_failure_cpu {
1452         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1453                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1454         spinlock_t lock;
1455         struct work_struct work;
1456 };
1457
1458 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1459
1460 /**
1461  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1462  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1463  * @flags: Flags for memory failure handling
1464  *
1465  * This function is called by the low level hardware error handler
1466  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1467  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1468  * processes etc.
1469  *
1470  * The function is primarily of use for corruptions that
1471  * happen outside the current execution context (e.g. when
1472  * detected by a background scrubber)
1473  *
1474  * Can run in IRQ context.
1475  */
1476 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
1477 {
1478         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1479         unsigned long proc_flags;
1480         struct memory_failure_entry entry = {
1481                 .pfn =          pfn,
1482                 .flags =        flags,
1483         };
1484
1485         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1486         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1487         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1488                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1489         else
1490                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1491                        pfn);
1492         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1493         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1494 }
1495 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1496
1497 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1498 {
1499         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1500         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1501         unsigned long proc_flags;
1502         int gotten;
1503
1504         mf_cpu = container_of(work, struct memory_failure_cpu, work);
1505         for (;;) {
1506                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1507                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1508                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1509                 if (!gotten)
1510                         break;
1511                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1512                         soft_offline_page(entry.pfn, entry.flags);
1513                 else
1514                         memory_failure(entry.pfn, entry.flags);
1515         }
1516 }
1517
1518 /*
1519  * Process memory_failure work queued on the specified CPU.
1520  * Used to avoid return-to-userspace racing with the memory_failure workqueue.
1521  */
1522 void memory_failure_queue_kick(int cpu)
1523 {
1524         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1525
1526         mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1527         cancel_work_sync(&mf_cpu->work);
1528         memory_failure_work_func(&mf_cpu->work);
1529 }
1530
1531 static int __init memory_failure_init(void)
1532 {
1533         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1534         int cpu;
1535
1536         for_each_possible_cpu(cpu) {
1537                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1538                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1539                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1540                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1541         }
1542
1543         return 0;
1544 }
1545 core_initcall(memory_failure_init);
1546
1547 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1548 ({                                                      \
1549         if (__ratelimit(rs))                            \
1550                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1551 })
1552
1553 /**
1554  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1555  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1556  *
1557  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1558  * memory_failure() earlier.
1559  *
1560  * This is only done on the software-level, so it only works
1561  * for linux injected failures, not real hardware failures
1562  *
1563  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1564  */
1565 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1566 {
1567         struct page *page;
1568         struct page *p;
1569         int freeit = 0;
1570         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1571                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1572
1573         if (!pfn_valid(pfn))
1574                 return -ENXIO;
1575
1576         p = pfn_to_page(pfn);
1577         page = compound_head(p);
1578
1579         if (!PageHWPoison(p)) {
1580                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1581                                  pfn, &unpoison_rs);
1582                 return 0;
1583         }
1584
1585         if (page_count(page) > 1) {
1586                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1587                                  pfn, &unpoison_rs);
1588                 return 0;
1589         }
1590
1591         if (page_mapped(page)) {
1592                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1593                                  pfn, &unpoison_rs);
1594                 return 0;
1595         }
1596
1597         if (page_mapping(page)) {
1598                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1599                                  pfn, &unpoison_rs);
1600                 return 0;
1601         }
1602
1603         /*
1604          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1605          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1606          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1607          */
1608         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1609                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1610                                  pfn, &unpoison_rs);
1611                 return 0;
1612         }
1613
1614         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1615                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1616                         num_poisoned_pages_dec();
1617                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1618                                  pfn, &unpoison_rs);
1619                 return 0;
1620         }
1621
1622         lock_page(page);
1623         /*
1624          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1625          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1626          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1627          * the free buddy page pool.
1628          */
1629         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1630                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1631                                  pfn, &unpoison_rs);
1632                 num_poisoned_pages_dec();
1633                 freeit = 1;
1634         }
1635         unlock_page(page);
1636
1637         put_hwpoison_page(page);
1638         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1639                 put_hwpoison_page(page);
1640
1641         return 0;
1642 }
1643 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1644
1645 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private)
1646 {
1647         struct migration_target_control mtc = {
1648                 .nid = page_to_nid(p),
1649                 .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1650         };
1651
1652         return alloc_migration_target(p, (unsigned long)&mtc);
1653 }
1654
1655 /*
1656  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1657  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1658  * that is not free, and 1 for any other page type.
1659  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1660  */
1661 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1662 {
1663         int ret;
1664
1665         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1666                 return 1;
1667
1668         /*
1669          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1670          * from free hugepage list.
1671          */
1672         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1673                 if (PageHuge(p)) {
1674                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1675                         ret = 0;
1676                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1677                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1678                         ret = 0;
1679                 } else {
1680                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1681                                 __func__, pfn, p->flags);
1682                         ret = -EIO;
1683                 }
1684         } else {
1685                 /* Not a free page */
1686                 ret = 1;
1687         }
1688         return ret;
1689 }
1690
1691 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1692 {
1693         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1694
1695         if (ret == 1 && !PageHuge(page) &&
1696             !PageLRU(page) && !__PageMovable(page)) {
1697                 /*
1698                  * Try to free it.
1699                  */
1700                 put_hwpoison_page(page);
1701                 shake_page(page, 1);
1702
1703                 /*
1704                  * Did it turn free?
1705                  */
1706                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1707                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1708                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1709                         put_hwpoison_page(page);
1710                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx (%pGp)\n",
1711                                 pfn, page->flags, &page->flags);
1712                         return -EIO;
1713                 }
1714         }
1715         return ret;
1716 }
1717
1718 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1719 {
1720         int ret;
1721         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1722         struct page *hpage = compound_head(page);
1723         LIST_HEAD(pagelist);
1724
1725         /*
1726          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1727          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1728          */
1729         lock_page(hpage);
1730         if (PageHWPoison(hpage)) {
1731                 unlock_page(hpage);
1732                 put_hwpoison_page(hpage);
1733                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1734                 return -EBUSY;
1735         }
1736         unlock_page(hpage);
1737
1738         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1739         /*
1740          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1741          * so need to drop one here.
1742          */
1743         put_hwpoison_page(hpage);
1744         if (!ret) {
1745                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1746                 return -EBUSY;
1747         }
1748
1749         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1750                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1751         if (ret) {
1752                 pr_info("soft offline: %#lx: hugepage migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1753                         pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1754                 if (!list_empty(&pagelist))
1755                         putback_movable_pages(&pagelist);
1756                 if (ret > 0)
1757                         ret = -EIO;
1758         } else {
1759                 /*
1760                  * We set PG_hwpoison only when the migration source hugepage
1761                  * was successfully dissolved, because otherwise hwpoisoned
1762                  * hugepage remains on free hugepage list, then userspace will
1763                  * find it as SIGBUS by allocation failure. That's not expected
1764                  * in soft-offlining.
1765                  */
1766                 ret = dissolve_free_huge_page(page);
1767                 if (!ret) {
1768                         if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1769                                 num_poisoned_pages_inc();
1770                         else
1771                                 ret = -EBUSY;
1772                 }
1773         }
1774         return ret;
1775 }
1776
1777 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1778 {
1779         int ret;
1780         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1781
1782         /*
1783          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1784          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1785          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1786          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1787          */
1788         lock_page(page);
1789         wait_on_page_writeback(page);
1790         if (PageHWPoison(page)) {
1791                 unlock_page(page);
1792                 put_hwpoison_page(page);
1793                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1794                 return -EBUSY;
1795         }
1796         /*
1797          * Try to invalidate first. This should work for
1798          * non dirty unmapped page cache pages.
1799          */
1800         ret = invalidate_inode_page(page);
1801         unlock_page(page);
1802         /*
1803          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1804          * would need to fix isolation locking first.
1805          */
1806         if (ret == 1) {
1807                 put_hwpoison_page(page);
1808                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1809                 SetPageHWPoison(page);
1810                 num_poisoned_pages_inc();
1811                 return 0;
1812         }
1813
1814         /*
1815          * Simple invalidation didn't work.
1816          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1817          * handles a large number of cases for us.
1818          */
1819         if (PageLRU(page))
1820                 ret = isolate_lru_page(page);
1821         else
1822                 ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1823         /*
1824          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1825          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1826          */
1827         put_hwpoison_page(page);
1828         if (!ret) {
1829                 LIST_HEAD(pagelist);
1830                 /*
1831                  * After isolated lru page, the PageLRU will be cleared,
1832                  * so use !__PageMovable instead for LRU page's mapping
1833                  * cannot have PAGE_MAPPING_MOVABLE.
1834                  */
1835                 if (!__PageMovable(page))
1836                         inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1837                                                 page_is_file_lru(page));
1838                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1839                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1840                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1841                 if (ret) {
1842                         if (!list_empty(&pagelist))
1843                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1844
1845                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1846                                 pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1847                         if (ret > 0)
1848                                 ret = -EIO;
1849                 }
1850         } else {
1851                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx (%pGp)\n",
1852                         pfn, ret, page_count(page), page->flags, &page->flags);
1853         }
1854         return ret;
1855 }
1856
1857 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1858 {
1859         int ret;
1860         int mt;
1861         struct page *hpage = compound_head(page);
1862
1863         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1864                 lock_page(page);
1865                 if (!PageAnon(page) || unlikely(split_huge_page(page))) {
1866                         unlock_page(page);
1867                         if (!PageAnon(page))
1868                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1869                         else
1870                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1871                         put_hwpoison_page(page);
1872                         return -EBUSY;
1873                 }
1874                 unlock_page(page);
1875         }
1876
1877         /*
1878          * Setting MIGRATE_ISOLATE here ensures that the page will be linked
1879          * to free list immediately (not via pcplist) when released after
1880          * successful page migration. Otherwise we can't guarantee that the
1881          * page is really free after put_page() returns, so
1882          * set_hwpoison_free_buddy_page() highly likely fails.
1883          */
1884         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1885         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
1886         if (PageHuge(page))
1887                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1888         else
1889                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1890         set_pageblock_migratetype(page, mt);
1891         return ret;
1892 }
1893
1894 static int soft_offline_free_page(struct page *page)
1895 {
1896         int rc = dissolve_free_huge_page(page);
1897
1898         if (!rc) {
1899                 if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1900                         num_poisoned_pages_inc();
1901                 else
1902                         rc = -EBUSY;
1903         }
1904         return rc;
1905 }
1906
1907 /**
1908  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1909  * @pfn: pfn to soft-offline
1910  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1911  *
1912  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1913  *
1914  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1915  * without killing anything. This is for the case when
1916  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1917  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1918  * out.
1919  *
1920  * The actual policy on when to do that is maintained by
1921  * user space.
1922  *
1923  * This should never impact any application or cause data loss,
1924  * however it might take some time.
1925  *
1926  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1927  * ``good enough'' for the majority of memory.
1928  */
1929 int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags)
1930 {
1931         int ret;
1932         struct page *page;
1933
1934         if (!pfn_valid(pfn))
1935                 return -ENXIO;
1936         /* Only online pages can be soft-offlined (esp., not ZONE_DEVICE). */
1937         page = pfn_to_online_page(pfn);
1938         if (!page)
1939                 return -EIO;
1940
1941         if (PageHWPoison(page)) {
1942                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1943                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1944                         put_hwpoison_page(page);
1945                 return -EBUSY;
1946         }
1947
1948         get_online_mems();
1949         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1950         put_online_mems();
1951
1952         if (ret > 0)
1953                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1954         else if (ret == 0)
1955                 ret = soft_offline_free_page(page);
1956
1957         return ret;
1958 }