Merge branch 'sched-urgent-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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         char addr_valid;
203 };
204
205 /*
206  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
207  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
208  * ``action required'' if error happened in current execution context
209  */
210 static int kill_proc(struct to_kill *tk, unsigned long pfn, int flags)
211 {
212         struct task_struct *t = tk->tsk;
213         short addr_lsb = tk->size_shift;
214         int ret;
215
216         pr_err("Memory failure: %#lx: Sending SIGBUS to %s:%d due to hardware memory corruption\n",
217                 pfn, t->comm, t->pid);
218
219         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
220                 ret = force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)tk->addr,
221                                        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  * TBD would GFP_NOIO be enough?
308  */
309 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
310                        struct vm_area_struct *vma,
311                        struct list_head *to_kill,
312                        struct to_kill **tkc)
313 {
314         struct to_kill *tk;
315
316         if (*tkc) {
317                 tk = *tkc;
318                 *tkc = NULL;
319         } else {
320                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
321                 if (!tk) {
322                         pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
323                         return;
324                 }
325         }
326         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
327         tk->addr_valid = 1;
328         if (is_zone_device_page(p))
329                 tk->size_shift = dev_pagemap_mapping_shift(p, vma);
330         else
331                 tk->size_shift = compound_order(compound_head(p)) + PAGE_SHIFT;
332
333         /*
334          * In theory we don't have to kill when the page was
335          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
336          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
337          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
338          */
339         if (tk->addr == -EFAULT || tk->size_shift == 0) {
340                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
341                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
342                 tk->addr_valid = 0;
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_valid == 0) {
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) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
405                         return t;
406         return NULL;
407 }
408
409 /*
410  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
411  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
412  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
413  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
414  */
415 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
416                                            int force_early)
417 {
418         struct task_struct *t;
419         if (!tsk->mm)
420                 return NULL;
421         if (force_early)
422                 return tsk;
423         t = find_early_kill_thread(tsk);
424         if (t)
425                 return t;
426         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
427                 return tsk;
428         return NULL;
429 }
430
431 /*
432  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
433  */
434 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
435                               struct to_kill **tkc, int force_early)
436 {
437         struct vm_area_struct *vma;
438         struct task_struct *tsk;
439         struct anon_vma *av;
440         pgoff_t pgoff;
441
442         av = page_lock_anon_vma_read(page);
443         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
444                 return;
445
446         pgoff = page_to_pgoff(page);
447         read_lock(&tasklist_lock);
448         for_each_process (tsk) {
449                 struct anon_vma_chain *vmac;
450                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
451
452                 if (!t)
453                         continue;
454                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
455                                                pgoff, pgoff) {
456                         vma = vmac->vma;
457                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
458                                 continue;
459                         if (vma->vm_mm == t->mm)
460                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
461                 }
462         }
463         read_unlock(&tasklist_lock);
464         page_unlock_anon_vma_read(av);
465 }
466
467 /*
468  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
469  */
470 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
471                               struct to_kill **tkc, int force_early)
472 {
473         struct vm_area_struct *vma;
474         struct task_struct *tsk;
475         struct address_space *mapping = page->mapping;
476
477         i_mmap_lock_read(mapping);
478         read_lock(&tasklist_lock);
479         for_each_process(tsk) {
480                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
481                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
482
483                 if (!t)
484                         continue;
485                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
486                                       pgoff) {
487                         /*
488                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
489                          * the page but the corrupted page is not necessarily
490                          * mapped it in its pte.
491                          * Assume applications who requested early kill want
492                          * to be informed of all such data corruptions.
493                          */
494                         if (vma->vm_mm == t->mm)
495                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
496                 }
497         }
498         read_unlock(&tasklist_lock);
499         i_mmap_unlock_read(mapping);
500 }
501
502 /*
503  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
504  * This is done in two steps for locking reasons.
505  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
506  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
507  */
508 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
509                                 int force_early)
510 {
511         struct to_kill *tk;
512
513         if (!page->mapping)
514                 return;
515
516         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
517         if (!tk)
518                 return;
519         if (PageAnon(page))
520                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
521         else
522                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
523         kfree(tk);
524 }
525
526 static const char *action_name[] = {
527         [MF_IGNORED] = "Ignored",
528         [MF_FAILED] = "Failed",
529         [MF_DELAYED] = "Delayed",
530         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
531 };
532
533 static const char * const action_page_types[] = {
534         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
535         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
536         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
537         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
538         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
539         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
540         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
541         [MF_MSG_NON_PMD_HUGE]           = "non-pmd-sized huge page",
542         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
543         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
544         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
545         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
546         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
547         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
548         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
549         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
550         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
551         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
552         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
553         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
554         [MF_MSG_DAX]                    = "dax page",
555         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
556 };
557
558 /*
559  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
560  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
561  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
562  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
563  */
564 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
565 {
566         if (!isolate_lru_page(p)) {
567                 /*
568                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
569                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
570                  */
571                 ClearPageActive(p);
572                 ClearPageUnevictable(p);
573
574                 /*
575                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
576                  * to uncharge it manually from its memcg.
577                  */
578                 mem_cgroup_uncharge(p);
579
580                 /*
581                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
582                  */
583                 put_page(p);
584                 return 0;
585         }
586         return -EIO;
587 }
588
589 static int truncate_error_page(struct page *p, unsigned long pfn,
590                                 struct address_space *mapping)
591 {
592         int ret = MF_FAILED;
593
594         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
595                 int err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
596
597                 if (err != 0) {
598                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
599                                 pfn, err);
600                 } else if (page_has_private(p) &&
601                            !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
602                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
603                                 pfn);
604                 } else {
605                         ret = MF_RECOVERED;
606                 }
607         } else {
608                 /*
609                  * If the file system doesn't support it just invalidate
610                  * This fails on dirty or anything with private pages
611                  */
612                 if (invalidate_inode_page(p))
613                         ret = MF_RECOVERED;
614                 else
615                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
616                                 pfn);
617         }
618
619         return ret;
620 }
621
622 /*
623  * Error hit kernel page.
624  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
625  * could be more sophisticated.
626  */
627 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
628 {
629         return MF_IGNORED;
630 }
631
632 /*
633  * Page in unknown state. Do nothing.
634  */
635 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
636 {
637         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
638         return MF_FAILED;
639 }
640
641 /*
642  * Clean (or cleaned) page cache page.
643  */
644 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
645 {
646         struct address_space *mapping;
647
648         delete_from_lru_cache(p);
649
650         /*
651          * For anonymous pages we're done the only reference left
652          * should be the one m_f() holds.
653          */
654         if (PageAnon(p))
655                 return MF_RECOVERED;
656
657         /*
658          * Now truncate the page in the page cache. This is really
659          * more like a "temporary hole punch"
660          * Don't do this for block devices when someone else
661          * has a reference, because it could be file system metadata
662          * and that's not safe to truncate.
663          */
664         mapping = page_mapping(p);
665         if (!mapping) {
666                 /*
667                  * Page has been teared down in the meanwhile
668                  */
669                 return MF_FAILED;
670         }
671
672         /*
673          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
674          *
675          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
676          */
677         return truncate_error_page(p, pfn, mapping);
678 }
679
680 /*
681  * Dirty pagecache page
682  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
683  * propagated.
684  */
685 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
686 {
687         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
688
689         SetPageError(p);
690         /* TBD: print more information about the file. */
691         if (mapping) {
692                 /*
693                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
694                  * who check the mapping.
695                  * This way the application knows that something went
696                  * wrong with its dirty file data.
697                  *
698                  * There's one open issue:
699                  *
700                  * The EIO will be only reported on the next IO
701                  * operation and then cleared through the IO map.
702                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
703                  * first through the AS_EIO flag in the address space
704                  * and then through the PageError flag in the page.
705                  * Since we drop pages on memory failure handling the
706                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
707                  *
708                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
709                  * the first operation that returns an error, while
710                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
711                  * when the page is reread or dropped.  If an
712                  * application assumes it will always get error on
713                  * fsync, but does other operations on the fd before
714                  * and the page is dropped between then the error
715                  * will not be properly reported.
716                  *
717                  * This can already happen even without hwpoisoned
718                  * pages: first on metadata IO errors (which only
719                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
720                  * at the wrong time.
721                  *
722                  * So right now we assume that the application DTRT on
723                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
724                  * of the kernel.
725                  */
726                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
727         }
728
729         return me_pagecache_clean(p, pfn);
730 }
731
732 /*
733  * Clean and dirty swap cache.
734  *
735  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
736  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
737  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
738  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
739  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
740  * and then
741  *      - clear dirty bit to prevent IO
742  *      - remove from LRU
743  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
744  *        a later page fault, we know the application is accessing
745  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
746  *        interception code in do_swap_page to catch it).
747  *
748  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
749  * bring in the known good data from disk.
750  */
751 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
752 {
753         ClearPageDirty(p);
754         /* Trigger EIO in shmem: */
755         ClearPageUptodate(p);
756
757         if (!delete_from_lru_cache(p))
758                 return MF_DELAYED;
759         else
760                 return MF_FAILED;
761 }
762
763 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
764 {
765         delete_from_swap_cache(p);
766
767         if (!delete_from_lru_cache(p))
768                 return MF_RECOVERED;
769         else
770                 return MF_FAILED;
771 }
772
773 /*
774  * Huge pages. Needs work.
775  * Issues:
776  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
777  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
778  */
779 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
780 {
781         int res = 0;
782         struct page *hpage = compound_head(p);
783         struct address_space *mapping;
784
785         if (!PageHuge(hpage))
786                 return MF_DELAYED;
787
788         mapping = page_mapping(hpage);
789         if (mapping) {
790                 res = truncate_error_page(hpage, pfn, mapping);
791         } else {
792                 unlock_page(hpage);
793                 /*
794                  * migration entry prevents later access on error anonymous
795                  * hugepage, so we can free and dissolve it into buddy to
796                  * save healthy subpages.
797                  */
798                 if (PageAnon(hpage))
799                         put_page(hpage);
800                 dissolve_free_huge_page(p);
801                 res = MF_RECOVERED;
802                 lock_page(hpage);
803         }
804
805         return res;
806 }
807
808 /*
809  * Various page states we can handle.
810  *
811  * A page state is defined by its current page->flags bits.
812  * The table matches them in order and calls the right handler.
813  *
814  * This is quite tricky because we can access page at any time
815  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
816  *
817  * This is not complete. More states could be added.
818  * For any missing state don't attempt recovery.
819  */
820
821 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
822 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
823 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
824 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
825 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
826 #define lru             (1UL << PG_lru)
827 #define head            (1UL << PG_head)
828 #define slab            (1UL << PG_slab)
829 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
830
831 static struct page_state {
832         unsigned long mask;
833         unsigned long res;
834         enum mf_action_page_type type;
835         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
836 } error_states[] = {
837         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
838         /*
839          * free pages are specially detected outside this table:
840          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
841          */
842
843         /*
844          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
845          * currently unused objects without touching them. But just
846          * treat it as standard kernel for now.
847          */
848         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
849
850         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
851
852         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
853         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
854
855         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
856         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
857
858         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
859         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
860
861         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
862         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
863
864         /*
865          * Catchall entry: must be at end.
866          */
867         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
868 };
869
870 #undef dirty
871 #undef sc
872 #undef unevict
873 #undef mlock
874 #undef writeback
875 #undef lru
876 #undef head
877 #undef slab
878 #undef reserved
879
880 /*
881  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
882  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
883  */
884 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
885                           enum mf_result result)
886 {
887         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
888
889         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
890                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
891 }
892
893 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
894                         unsigned long pfn)
895 {
896         int result;
897         int count;
898
899         result = ps->action(p, pfn);
900
901         count = page_count(p) - 1;
902         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
903                 count--;
904         if (count > 0) {
905                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
906                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
907                 result = MF_FAILED;
908         }
909         action_result(pfn, ps->type, result);
910
911         /* Could do more checks here if page looks ok */
912         /*
913          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
914          */
915
916         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
917 }
918
919 /**
920  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
921  * @page:       raw error page (hit by memory error)
922  *
923  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
924  * non-zero value.)
925  */
926 int get_hwpoison_page(struct page *page)
927 {
928         struct page *head = compound_head(page);
929
930         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
931                 /*
932                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
933                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
934                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
935                  * tries to touch the "partially handled" page.
936                  */
937                 if (!PageAnon(head)) {
938                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
939                                 page_to_pfn(page));
940                         return 0;
941                 }
942         }
943
944         if (get_page_unless_zero(head)) {
945                 if (head == compound_head(page))
946                         return 1;
947
948                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
949                         page_to_pfn(page));
950                 put_page(head);
951         }
952
953         return 0;
954 }
955 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
956
957 /*
958  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
959  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
960  */
961 static bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
962                                   int flags, struct page **hpagep)
963 {
964         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
965         struct address_space *mapping;
966         LIST_HEAD(tokill);
967         bool unmap_success;
968         int kill = 1, forcekill;
969         struct page *hpage = *hpagep;
970         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
971
972         /*
973          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
974          * other types of pages.
975          */
976         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
977                 return true;
978         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
979                 return true;
980
981         /*
982          * This check implies we don't kill processes if their pages
983          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
984          */
985         if (!page_mapped(hpage))
986                 return true;
987
988         if (PageKsm(p)) {
989                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
990                 return false;
991         }
992
993         if (PageSwapCache(p)) {
994                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
995                         pfn);
996                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
997         }
998
999         /*
1000          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
1001          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
1002          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
1003          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
1004          */
1005         mapping = page_mapping(hpage);
1006         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
1007             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
1008                 if (page_mkclean(hpage)) {
1009                         SetPageDirty(hpage);
1010                 } else {
1011                         kill = 0;
1012                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1013                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
1014                                 pfn);
1015                 }
1016         }
1017
1018         /*
1019          * First collect all the processes that have the page
1020          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1021          * because ttu takes the rmap data structures down.
1022          *
1023          * Error handling: We ignore errors here because
1024          * there's nothing that can be done.
1025          */
1026         if (kill)
1027                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1028
1029         unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
1030         if (!unmap_success)
1031                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1032                        pfn, page_mapcount(hpage));
1033
1034         /*
1035          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
1036          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
1037          */
1038         if (mlocked)
1039                 shake_page(hpage, 0);
1040
1041         /*
1042          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1043          * struct page and all unmaps done we can decide if
1044          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1045          * was dirty or the process is not restartable,
1046          * otherwise the tokill list is merely
1047          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1048          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1049          * any accesses to the poisoned memory.
1050          */
1051         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1052         kill_procs(&tokill, forcekill, !unmap_success, pfn, flags);
1053
1054         return unmap_success;
1055 }
1056
1057 static int identify_page_state(unsigned long pfn, struct page *p,
1058                                 unsigned long page_flags)
1059 {
1060         struct page_state *ps;
1061
1062         /*
1063          * The first check uses the current page flags which may not have any
1064          * relevant information. The second check with the saved page flags is
1065          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1066          */
1067         for (ps = error_states;; ps++)
1068                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1069                         break;
1070
1071         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1072
1073         if (!ps->mask)
1074                 for (ps = error_states;; ps++)
1075                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1076                                 break;
1077         return page_action(ps, p, pfn);
1078 }
1079
1080 static int memory_failure_hugetlb(unsigned long pfn, int flags)
1081 {
1082         struct page *p = pfn_to_page(pfn);
1083         struct page *head = compound_head(p);
1084         int res;
1085         unsigned long page_flags;
1086
1087         if (TestSetPageHWPoison(head)) {
1088                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1089                        pfn);
1090                 return 0;
1091         }
1092
1093         num_poisoned_pages_inc();
1094
1095         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1096                 /*
1097                  * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1098                  */
1099                 lock_page(head);
1100                 if (PageHWPoison(head)) {
1101                         if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1102                             || (p != head && TestSetPageHWPoison(head))) {
1103                                 num_poisoned_pages_dec();
1104                                 unlock_page(head);
1105                                 return 0;
1106                         }
1107                 }
1108                 unlock_page(head);
1109                 dissolve_free_huge_page(p);
1110                 action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE, MF_DELAYED);
1111                 return 0;
1112         }
1113
1114         lock_page(head);
1115         page_flags = head->flags;
1116
1117         if (!PageHWPoison(head)) {
1118                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1119                 num_poisoned_pages_dec();
1120                 unlock_page(head);
1121                 put_hwpoison_page(head);
1122                 return 0;
1123         }
1124
1125         /*
1126          * TODO: hwpoison for pud-sized hugetlb doesn't work right now, so
1127          * simply disable it. In order to make it work properly, we need
1128          * make sure that:
1129          *  - conversion of a pud that maps an error hugetlb into hwpoison
1130          *    entry properly works, and
1131          *  - other mm code walking over page table is aware of pud-aligned
1132          *    hwpoison entries.
1133          */
1134         if (huge_page_size(page_hstate(head)) > PMD_SIZE) {
1135                 action_result(pfn, MF_MSG_NON_PMD_HUGE, MF_IGNORED);
1136                 res = -EBUSY;
1137                 goto out;
1138         }
1139
1140         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &head)) {
1141                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1142                 res = -EBUSY;
1143                 goto out;
1144         }
1145
1146         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1147 out:
1148         unlock_page(head);
1149         return res;
1150 }
1151
1152 static int memory_failure_dev_pagemap(unsigned long pfn, int flags,
1153                 struct dev_pagemap *pgmap)
1154 {
1155         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1156         const bool unmap_success = true;
1157         unsigned long size = 0;
1158         struct to_kill *tk;
1159         LIST_HEAD(tokill);
1160         int rc = -EBUSY;
1161         loff_t start;
1162         dax_entry_t cookie;
1163
1164         /*
1165          * Prevent the inode from being freed while we are interrogating
1166          * the address_space, typically this would be handled by
1167          * lock_page(), but dax pages do not use the page lock. This
1168          * also prevents changes to the mapping of this pfn until
1169          * poison signaling is complete.
1170          */
1171         cookie = dax_lock_page(page);
1172         if (!cookie)
1173                 goto out;
1174
1175         if (hwpoison_filter(page)) {
1176                 rc = 0;
1177                 goto unlock;
1178         }
1179
1180         if (pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE) {
1181                 /*
1182                  * TODO: Handle HMM pages which may need coordination
1183                  * with device-side memory.
1184                  */
1185                 goto unlock;
1186         }
1187
1188         /*
1189          * Use this flag as an indication that the dax page has been
1190          * remapped UC to prevent speculative consumption of poison.
1191          */
1192         SetPageHWPoison(page);
1193
1194         /*
1195          * Unlike System-RAM there is no possibility to swap in a
1196          * different physical page at a given virtual address, so all
1197          * userspace consumption of ZONE_DEVICE memory necessitates
1198          * SIGBUS (i.e. MF_MUST_KILL)
1199          */
1200         flags |= MF_ACTION_REQUIRED | MF_MUST_KILL;
1201         collect_procs(page, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1202
1203         list_for_each_entry(tk, &tokill, nd)
1204                 if (tk->size_shift)
1205                         size = max(size, 1UL << tk->size_shift);
1206         if (size) {
1207                 /*
1208                  * Unmap the largest mapping to avoid breaking up
1209                  * device-dax mappings which are constant size. The
1210                  * actual size of the mapping being torn down is
1211                  * communicated in siginfo, see kill_proc()
1212                  */
1213                 start = (page->index << PAGE_SHIFT) & ~(size - 1);
1214                 unmap_mapping_range(page->mapping, start, start + size, 0);
1215         }
1216         kill_procs(&tokill, flags & MF_MUST_KILL, !unmap_success, pfn, flags);
1217         rc = 0;
1218 unlock:
1219         dax_unlock_page(page, cookie);
1220 out:
1221         /* drop pgmap ref acquired in caller */
1222         put_dev_pagemap(pgmap);
1223         action_result(pfn, MF_MSG_DAX, rc ? MF_FAILED : MF_RECOVERED);
1224         return rc;
1225 }
1226
1227 /**
1228  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1229  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1230  * @flags: fine tune action taken
1231  *
1232  * This function is called by the low level machine check code
1233  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1234  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1235  * dropping pages, killing processes etc.
1236  *
1237  * The function is primarily of use for corruptions that
1238  * happen outside the current execution context (e.g. when
1239  * detected by a background scrubber)
1240  *
1241  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1242  * enabled and no spinlocks hold.
1243  */
1244 int memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
1245 {
1246         struct page *p;
1247         struct page *hpage;
1248         struct page *orig_head;
1249         struct dev_pagemap *pgmap;
1250         int res;
1251         unsigned long page_flags;
1252
1253         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1254                 panic("Memory failure on page %lx", pfn);
1255
1256         if (!pfn_valid(pfn)) {
1257                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1258                         pfn);
1259                 return -ENXIO;
1260         }
1261
1262         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
1263         if (pgmap)
1264                 return memory_failure_dev_pagemap(pfn, flags, pgmap);
1265
1266         p = pfn_to_page(pfn);
1267         if (PageHuge(p))
1268                 return memory_failure_hugetlb(pfn, flags);
1269         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1270                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1271                         pfn);
1272                 return 0;
1273         }
1274
1275         orig_head = hpage = compound_head(p);
1276         num_poisoned_pages_inc();
1277
1278         /*
1279          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1280          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1281          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1282          * 2) it's part of a non-compound high order page.
1283          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1284          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1285          *    used and will be freed some time later.
1286          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1287          * that may make page_ref_freeze()/page_ref_unfreeze() mismatch.
1288          */
1289         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1290                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1291                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1292                         return 0;
1293                 } else {
1294                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1295                         return -EBUSY;
1296                 }
1297         }
1298
1299         if (PageTransHuge(hpage)) {
1300                 lock_page(p);
1301                 if (!PageAnon(p) || unlikely(split_huge_page(p))) {
1302                         unlock_page(p);
1303                         if (!PageAnon(p))
1304                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1305                                         pfn);
1306                         else
1307                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1308                                         pfn);
1309                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1310                                 num_poisoned_pages_dec();
1311                         put_hwpoison_page(p);
1312                         return -EBUSY;
1313                 }
1314                 unlock_page(p);
1315                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1316                 hpage = compound_head(p);
1317         }
1318
1319         /*
1320          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1321          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1322          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1323          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1324          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1325          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1326          */
1327         shake_page(p, 0);
1328         /* shake_page could have turned it free. */
1329         if (!PageLRU(p) && is_free_buddy_page(p)) {
1330                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1331                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1332                 else
1333                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND, MF_DELAYED);
1334                 return 0;
1335         }
1336
1337         lock_page(p);
1338
1339         /*
1340          * The page could have changed compound pages during the locking.
1341          * If this happens just bail out.
1342          */
1343         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1344                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1345                 res = -EBUSY;
1346                 goto out;
1347         }
1348
1349         /*
1350          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1351          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1352          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1353          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1354          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1355          */
1356         if (PageHuge(p))
1357                 page_flags = hpage->flags;
1358         else
1359                 page_flags = p->flags;
1360
1361         /*
1362          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1363          */
1364         if (!PageHWPoison(p)) {
1365                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1366                 num_poisoned_pages_dec();
1367                 unlock_page(p);
1368                 put_hwpoison_page(p);
1369                 return 0;
1370         }
1371         if (hwpoison_filter(p)) {
1372                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1373                         num_poisoned_pages_dec();
1374                 unlock_page(p);
1375                 put_hwpoison_page(p);
1376                 return 0;
1377         }
1378
1379         if (!PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1380                 goto identify_page_state;
1381
1382         /*
1383          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1384          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1385          */
1386         wait_on_page_writeback(p);
1387
1388         /*
1389          * Now take care of user space mappings.
1390          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1391          *
1392          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1393          * page after thp split.
1394          */
1395         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &hpage)) {
1396                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1397                 res = -EBUSY;
1398                 goto out;
1399         }
1400
1401         /*
1402          * Torn down by someone else?
1403          */
1404         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1405                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1406                 res = -EBUSY;
1407                 goto out;
1408         }
1409
1410 identify_page_state:
1411         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1412 out:
1413         unlock_page(p);
1414         return res;
1415 }
1416 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1417
1418 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1419 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1420
1421 struct memory_failure_entry {
1422         unsigned long pfn;
1423         int flags;
1424 };
1425
1426 struct memory_failure_cpu {
1427         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1428                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1429         spinlock_t lock;
1430         struct work_struct work;
1431 };
1432
1433 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1434
1435 /**
1436  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1437  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1438  * @flags: Flags for memory failure handling
1439  *
1440  * This function is called by the low level hardware error handler
1441  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1442  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1443  * processes etc.
1444  *
1445  * The function is primarily of use for corruptions that
1446  * happen outside the current execution context (e.g. when
1447  * detected by a background scrubber)
1448  *
1449  * Can run in IRQ context.
1450  */
1451 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
1452 {
1453         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1454         unsigned long proc_flags;
1455         struct memory_failure_entry entry = {
1456                 .pfn =          pfn,
1457                 .flags =        flags,
1458         };
1459
1460         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1461         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1462         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1463                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1464         else
1465                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1466                        pfn);
1467         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1468         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1469 }
1470 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1471
1472 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1473 {
1474         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1475         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1476         unsigned long proc_flags;
1477         int gotten;
1478
1479         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1480         for (;;) {
1481                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1482                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1483                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1484                 if (!gotten)
1485                         break;
1486                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1487                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1488                 else
1489                         memory_failure(entry.pfn, entry.flags);
1490         }
1491 }
1492
1493 static int __init memory_failure_init(void)
1494 {
1495         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1496         int cpu;
1497
1498         for_each_possible_cpu(cpu) {
1499                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1500                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1501                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1502                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1503         }
1504
1505         return 0;
1506 }
1507 core_initcall(memory_failure_init);
1508
1509 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1510 ({                                                      \
1511         if (__ratelimit(rs))                            \
1512                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1513 })
1514
1515 /**
1516  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1517  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1518  *
1519  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1520  * memory_failure() earlier.
1521  *
1522  * This is only done on the software-level, so it only works
1523  * for linux injected failures, not real hardware failures
1524  *
1525  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1526  */
1527 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1528 {
1529         struct page *page;
1530         struct page *p;
1531         int freeit = 0;
1532         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1533                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1534
1535         if (!pfn_valid(pfn))
1536                 return -ENXIO;
1537
1538         p = pfn_to_page(pfn);
1539         page = compound_head(p);
1540
1541         if (!PageHWPoison(p)) {
1542                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1543                                  pfn, &unpoison_rs);
1544                 return 0;
1545         }
1546
1547         if (page_count(page) > 1) {
1548                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1549                                  pfn, &unpoison_rs);
1550                 return 0;
1551         }
1552
1553         if (page_mapped(page)) {
1554                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1555                                  pfn, &unpoison_rs);
1556                 return 0;
1557         }
1558
1559         if (page_mapping(page)) {
1560                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1561                                  pfn, &unpoison_rs);
1562                 return 0;
1563         }
1564
1565         /*
1566          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1567          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1568          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1569          */
1570         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1571                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1572                                  pfn, &unpoison_rs);
1573                 return 0;
1574         }
1575
1576         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1577                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1578                         num_poisoned_pages_dec();
1579                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1580                                  pfn, &unpoison_rs);
1581                 return 0;
1582         }
1583
1584         lock_page(page);
1585         /*
1586          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1587          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1588          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1589          * the free buddy page pool.
1590          */
1591         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1592                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1593                                  pfn, &unpoison_rs);
1594                 num_poisoned_pages_dec();
1595                 freeit = 1;
1596         }
1597         unlock_page(page);
1598
1599         put_hwpoison_page(page);
1600         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1601                 put_hwpoison_page(page);
1602
1603         return 0;
1604 }
1605 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1606
1607 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private)
1608 {
1609         int nid = page_to_nid(p);
1610
1611         return new_page_nodemask(p, nid, &node_states[N_MEMORY]);
1612 }
1613
1614 /*
1615  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1616  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1617  * that is not free, and 1 for any other page type.
1618  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1619  */
1620 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1621 {
1622         int ret;
1623
1624         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1625                 return 1;
1626
1627         /*
1628          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1629          * from free hugepage list.
1630          */
1631         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1632                 if (PageHuge(p)) {
1633                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1634                         ret = 0;
1635                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1636                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1637                         ret = 0;
1638                 } else {
1639                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1640                                 __func__, pfn, p->flags);
1641                         ret = -EIO;
1642                 }
1643         } else {
1644                 /* Not a free page */
1645                 ret = 1;
1646         }
1647         return ret;
1648 }
1649
1650 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1651 {
1652         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1653
1654         if (ret == 1 && !PageHuge(page) &&
1655             !PageLRU(page) && !__PageMovable(page)) {
1656                 /*
1657                  * Try to free it.
1658                  */
1659                 put_hwpoison_page(page);
1660                 shake_page(page, 1);
1661
1662                 /*
1663                  * Did it turn free?
1664                  */
1665                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1666                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1667                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1668                         put_hwpoison_page(page);
1669                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx (%pGp)\n",
1670                                 pfn, page->flags, &page->flags);
1671                         return -EIO;
1672                 }
1673         }
1674         return ret;
1675 }
1676
1677 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1678 {
1679         int ret;
1680         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1681         struct page *hpage = compound_head(page);
1682         LIST_HEAD(pagelist);
1683
1684         /*
1685          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1686          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1687          */
1688         lock_page(hpage);
1689         if (PageHWPoison(hpage)) {
1690                 unlock_page(hpage);
1691                 put_hwpoison_page(hpage);
1692                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1693                 return -EBUSY;
1694         }
1695         unlock_page(hpage);
1696
1697         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1698         /*
1699          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1700          * so need to drop one here.
1701          */
1702         put_hwpoison_page(hpage);
1703         if (!ret) {
1704                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1705                 return -EBUSY;
1706         }
1707
1708         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1709                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1710         if (ret) {
1711                 pr_info("soft offline: %#lx: hugepage migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1712                         pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1713                 if (!list_empty(&pagelist))
1714                         putback_movable_pages(&pagelist);
1715                 if (ret > 0)
1716                         ret = -EIO;
1717         } else {
1718                 /*
1719                  * We set PG_hwpoison only when the migration source hugepage
1720                  * was successfully dissolved, because otherwise hwpoisoned
1721                  * hugepage remains on free hugepage list, then userspace will
1722                  * find it as SIGBUS by allocation failure. That's not expected
1723                  * in soft-offlining.
1724                  */
1725                 ret = dissolve_free_huge_page(page);
1726                 if (!ret) {
1727                         if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1728                                 num_poisoned_pages_inc();
1729                         else
1730                                 ret = -EBUSY;
1731                 }
1732         }
1733         return ret;
1734 }
1735
1736 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1737 {
1738         int ret;
1739         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1740
1741         /*
1742          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1743          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1744          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1745          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1746          */
1747         lock_page(page);
1748         wait_on_page_writeback(page);
1749         if (PageHWPoison(page)) {
1750                 unlock_page(page);
1751                 put_hwpoison_page(page);
1752                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1753                 return -EBUSY;
1754         }
1755         /*
1756          * Try to invalidate first. This should work for
1757          * non dirty unmapped page cache pages.
1758          */
1759         ret = invalidate_inode_page(page);
1760         unlock_page(page);
1761         /*
1762          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1763          * would need to fix isolation locking first.
1764          */
1765         if (ret == 1) {
1766                 put_hwpoison_page(page);
1767                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1768                 SetPageHWPoison(page);
1769                 num_poisoned_pages_inc();
1770                 return 0;
1771         }
1772
1773         /*
1774          * Simple invalidation didn't work.
1775          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1776          * handles a large number of cases for us.
1777          */
1778         if (PageLRU(page))
1779                 ret = isolate_lru_page(page);
1780         else
1781                 ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1782         /*
1783          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1784          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1785          */
1786         put_hwpoison_page(page);
1787         if (!ret) {
1788                 LIST_HEAD(pagelist);
1789                 /*
1790                  * After isolated lru page, the PageLRU will be cleared,
1791                  * so use !__PageMovable instead for LRU page's mapping
1792                  * cannot have PAGE_MAPPING_MOVABLE.
1793                  */
1794                 if (!__PageMovable(page))
1795                         inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1796                                                 page_is_file_cache(page));
1797                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1798                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1799                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1800                 if (ret) {
1801                         if (!list_empty(&pagelist))
1802                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1803
1804                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1805                                 pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1806                         if (ret > 0)
1807                                 ret = -EIO;
1808                 }
1809         } else {
1810                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx (%pGp)\n",
1811                         pfn, ret, page_count(page), page->flags, &page->flags);
1812         }
1813         return ret;
1814 }
1815
1816 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1817 {
1818         int ret;
1819         int mt;
1820         struct page *hpage = compound_head(page);
1821
1822         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1823                 lock_page(page);
1824                 if (!PageAnon(page) || unlikely(split_huge_page(page))) {
1825                         unlock_page(page);
1826                         if (!PageAnon(page))
1827                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1828                         else
1829                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1830                         put_hwpoison_page(page);
1831                         return -EBUSY;
1832                 }
1833                 unlock_page(page);
1834         }
1835
1836         /*
1837          * Setting MIGRATE_ISOLATE here ensures that the page will be linked
1838          * to free list immediately (not via pcplist) when released after
1839          * successful page migration. Otherwise we can't guarantee that the
1840          * page is really free after put_page() returns, so
1841          * set_hwpoison_free_buddy_page() highly likely fails.
1842          */
1843         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1844         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
1845         if (PageHuge(page))
1846                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1847         else
1848                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1849         set_pageblock_migratetype(page, mt);
1850         return ret;
1851 }
1852
1853 static int soft_offline_free_page(struct page *page)
1854 {
1855         int rc = dissolve_free_huge_page(page);
1856
1857         if (!rc) {
1858                 if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1859                         num_poisoned_pages_inc();
1860                 else
1861                         rc = -EBUSY;
1862         }
1863         return rc;
1864 }
1865
1866 /**
1867  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1868  * @page: page to offline
1869  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1870  *
1871  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1872  *
1873  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1874  * without killing anything. This is for the case when
1875  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1876  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1877  * out.
1878  *
1879  * The actual policy on when to do that is maintained by
1880  * user space.
1881  *
1882  * This should never impact any application or cause data loss,
1883  * however it might take some time.
1884  *
1885  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1886  * ``good enough'' for the majority of memory.
1887  */
1888 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1889 {
1890         int ret;
1891         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1892
1893         if (is_zone_device_page(page)) {
1894                 pr_debug_ratelimited("soft_offline: %#lx page is device page\n",
1895                                 pfn);
1896                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1897                         put_page(page);
1898                 return -EIO;
1899         }
1900
1901         if (PageHWPoison(page)) {
1902                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1903                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1904                         put_hwpoison_page(page);
1905                 return -EBUSY;
1906         }
1907
1908         get_online_mems();
1909         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1910         put_online_mems();
1911
1912         if (ret > 0)
1913                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1914         else if (ret == 0)
1915                 ret = soft_offline_free_page(page);
1916
1917         return ret;
1918 }