e3bf6432ed2586cbfcef35407c741fbc60d74790
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memory-failure.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2008, 2009 Intel Corporation
3  * Authors: Andi Kleen, Fengguang Wu
4  *
5  * This software may be redistributed and/or modified under the terms of
6  * the GNU General Public License ("GPL") version 2 only as published by the
7  * Free Software Foundation.
8  *
9  * High level machine check handler. Handles pages reported by the
10  * hardware as being corrupted usually due to a multi-bit ECC memory or cache
11  * failure.
12  * 
13  * In addition there is a "soft offline" entry point that allows stop using
14  * not-yet-corrupted-by-suspicious pages without killing anything.
15  *
16  * Handles page cache pages in various states.  The tricky part
17  * here is that we can access any page asynchronously in respect to 
18  * other VM users, because memory failures could happen anytime and 
19  * anywhere. This could violate some of their assumptions. This is why 
20  * this code has to be extremely careful. Generally it tries to use 
21  * normal locking rules, as in get the standard locks, even if that means 
22  * the error handling takes potentially a long time.
23  *
24  * It can be very tempting to add handling for obscure cases here.
25  * In general any code for handling new cases should only be added iff:
26  * - You know how to test it.
27  * - You have a test that can be added to mce-test
28  *   https://git.kernel.org/cgit/utils/cpu/mce/mce-test.git/
29  * - The case actually shows up as a frequent (top 10) page state in
30  *   tools/vm/page-types when running a real workload.
31  * 
32  * There are several operations here with exponential complexity because
33  * of unsuitable VM data structures. For example the operation to map back 
34  * from RMAP chains to processes has to walk the complete process list and 
35  * has non linear complexity with the number. But since memory corruptions
36  * are rare we hope to get away with this. This avoids impacting the core 
37  * VM.
38  */
39 #include <linux/kernel.h>
40 #include <linux/mm.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/kernel-page-flags.h>
43 #include <linux/sched/signal.h>
44 #include <linux/sched/task.h>
45 #include <linux/ksm.h>
46 #include <linux/rmap.h>
47 #include <linux/export.h>
48 #include <linux/pagemap.h>
49 #include <linux/swap.h>
50 #include <linux/backing-dev.h>
51 #include <linux/migrate.h>
52 #include <linux/suspend.h>
53 #include <linux/slab.h>
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/hugetlb.h>
56 #include <linux/memory_hotplug.h>
57 #include <linux/mm_inline.h>
58 #include <linux/kfifo.h>
59 #include <linux/ratelimit.h>
60 #include "internal.h"
61 #include "ras/ras_event.h"
62
63 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
64
65 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
66
67 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
68
69 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
70
71 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
72 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
73 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
74 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
75 u64 hwpoison_filter_flags_value;
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
80 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
81
82 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
83 {
84         struct address_space *mapping;
85         dev_t dev;
86
87         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
88             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
89                 return 0;
90
91         /*
92          * page_mapping() does not accept slab pages.
93          */
94         if (PageSlab(p))
95                 return -EINVAL;
96
97         mapping = page_mapping(p);
98         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
99                 return -EINVAL;
100
101         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
102         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
103             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
104                 return -EINVAL;
105         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
106             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
107                 return -EINVAL;
108
109         return 0;
110 }
111
112 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
113 {
114         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
115                 return 0;
116
117         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
118                                     hwpoison_filter_flags_value)
119                 return 0;
120         else
121                 return -EINVAL;
122 }
123
124 /*
125  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
126  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
127  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
128  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
129  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
130  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
131  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
132  * a freed page.
133  */
134 #ifdef CONFIG_MEMCG
135 u64 hwpoison_filter_memcg;
136 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
137 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
138 {
139         if (!hwpoison_filter_memcg)
140                 return 0;
141
142         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
143                 return -EINVAL;
144
145         return 0;
146 }
147 #else
148 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
149 #endif
150
151 int hwpoison_filter(struct page *p)
152 {
153         if (!hwpoison_filter_enable)
154                 return 0;
155
156         if (hwpoison_filter_dev(p))
157                 return -EINVAL;
158
159         if (hwpoison_filter_flags(p))
160                 return -EINVAL;
161
162         if (hwpoison_filter_task(p))
163                 return -EINVAL;
164
165         return 0;
166 }
167 #else
168 int hwpoison_filter(struct page *p)
169 {
170         return 0;
171 }
172 #endif
173
174 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
175
176 /*
177  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
178  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
179  * ``action required'' if error happened in current execution context
180  */
181 static int kill_proc(struct task_struct *t, unsigned long addr, int trapno,
182                         unsigned long pfn, struct page *page, int flags)
183 {
184         struct siginfo si;
185         int ret;
186
187         pr_err("Memory failure: %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
188                 pfn, t->comm, t->pid);
189         si.si_signo = SIGBUS;
190         si.si_errno = 0;
191         si.si_addr = (void *)addr;
192 #ifdef __ARCH_SI_TRAPNO
193         si.si_trapno = trapno;
194 #endif
195         si.si_addr_lsb = compound_order(compound_head(page)) + PAGE_SHIFT;
196
197         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
198                 si.si_code = BUS_MCEERR_AR;
199                 ret = force_sig_info(SIGBUS, &si, current);
200         } else {
201                 /*
202                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
203                  * can be temporarily blocked.
204                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
205                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
206                  */
207                 si.si_code = BUS_MCEERR_AO;
208                 ret = send_sig_info(SIGBUS, &si, t);  /* synchronous? */
209         }
210         if (ret < 0)
211                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
212                         t->comm, t->pid, ret);
213         return ret;
214 }
215
216 /*
217  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
218  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
219  */
220 void shake_page(struct page *p, int access)
221 {
222         if (PageHuge(p))
223                 return;
224
225         if (!PageSlab(p)) {
226                 lru_add_drain_all();
227                 if (PageLRU(p))
228                         return;
229                 drain_all_pages(page_zone(p));
230                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
231                         return;
232         }
233
234         /*
235          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
236          * other caches) if access is not potentially fatal.
237          */
238         if (access)
239                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
240 }
241 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
242
243 /*
244  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
245  * the page.
246  *
247  * General strategy:
248  * Find all processes having the page mapped and kill them.
249  * But we keep a page reference around so that the page is not
250  * actually freed yet.
251  * Then stash the page away
252  *
253  * There's no convenient way to get back to mapped processes
254  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
255  * running processes.
256  *
257  * Remember that machine checks are not common (or rather
258  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
259  * be a performance issue.
260  *
261  * Also there are some races possible while we get from the
262  * error detection to actually handle it.
263  */
264
265 struct to_kill {
266         struct list_head nd;
267         struct task_struct *tsk;
268         unsigned long addr;
269         char addr_valid;
270 };
271
272 /*
273  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
274  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
275  */
276
277 /*
278  * Schedule a process for later kill.
279  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
280  * TBD would GFP_NOIO be enough?
281  */
282 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
283                        struct vm_area_struct *vma,
284                        struct list_head *to_kill,
285                        struct to_kill **tkc)
286 {
287         struct to_kill *tk;
288
289         if (*tkc) {
290                 tk = *tkc;
291                 *tkc = NULL;
292         } else {
293                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
294                 if (!tk) {
295                         pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
296                         return;
297                 }
298         }
299         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
300         tk->addr_valid = 1;
301
302         /*
303          * In theory we don't have to kill when the page was
304          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
305          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
306          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
307          */
308         if (tk->addr == -EFAULT) {
309                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
310                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
311                 tk->addr_valid = 0;
312         }
313         get_task_struct(tsk);
314         tk->tsk = tsk;
315         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
316 }
317
318 /*
319  * Kill the processes that have been collected earlier.
320  *
321  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
322  * (this is used for clean pages which do not need killing)
323  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
324  * wrong earlier.
325  */
326 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, int trapno,
327                           bool fail, struct page *page, unsigned long pfn,
328                           int flags)
329 {
330         struct to_kill *tk, *next;
331
332         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
333                 if (forcekill) {
334                         /*
335                          * In case something went wrong with munmapping
336                          * make sure the process doesn't catch the
337                          * signal and then access the memory. Just kill it.
338                          */
339                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
340                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
341                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
342                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
343                         }
344
345                         /*
346                          * In theory the process could have mapped
347                          * something else on the address in-between. We could
348                          * check for that, but we need to tell the
349                          * process anyways.
350                          */
351                         else if (kill_proc(tk->tsk, tk->addr, trapno,
352                                               pfn, page, flags) < 0)
353                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
354                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
355                 }
356                 put_task_struct(tk->tsk);
357                 kfree(tk);
358         }
359 }
360
361 /*
362  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
363  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
364  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
365  *
366  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
367  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
368  */
369 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
370 {
371         struct task_struct *t;
372
373         for_each_thread(tsk, t)
374                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
375                         return t;
376         return NULL;
377 }
378
379 /*
380  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
381  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
382  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
383  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
384  */
385 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
386                                            int force_early)
387 {
388         struct task_struct *t;
389         if (!tsk->mm)
390                 return NULL;
391         if (force_early)
392                 return tsk;
393         t = find_early_kill_thread(tsk);
394         if (t)
395                 return t;
396         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
397                 return tsk;
398         return NULL;
399 }
400
401 /*
402  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
403  */
404 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
405                               struct to_kill **tkc, int force_early)
406 {
407         struct vm_area_struct *vma;
408         struct task_struct *tsk;
409         struct anon_vma *av;
410         pgoff_t pgoff;
411
412         av = page_lock_anon_vma_read(page);
413         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
414                 return;
415
416         pgoff = page_to_pgoff(page);
417         read_lock(&tasklist_lock);
418         for_each_process (tsk) {
419                 struct anon_vma_chain *vmac;
420                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
421
422                 if (!t)
423                         continue;
424                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
425                                                pgoff, pgoff) {
426                         vma = vmac->vma;
427                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
428                                 continue;
429                         if (vma->vm_mm == t->mm)
430                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
431                 }
432         }
433         read_unlock(&tasklist_lock);
434         page_unlock_anon_vma_read(av);
435 }
436
437 /*
438  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
439  */
440 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
441                               struct to_kill **tkc, int force_early)
442 {
443         struct vm_area_struct *vma;
444         struct task_struct *tsk;
445         struct address_space *mapping = page->mapping;
446
447         i_mmap_lock_read(mapping);
448         read_lock(&tasklist_lock);
449         for_each_process(tsk) {
450                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
451                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
452
453                 if (!t)
454                         continue;
455                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
456                                       pgoff) {
457                         /*
458                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
459                          * the page but the corrupted page is not necessarily
460                          * mapped it in its pte.
461                          * Assume applications who requested early kill want
462                          * to be informed of all such data corruptions.
463                          */
464                         if (vma->vm_mm == t->mm)
465                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
466                 }
467         }
468         read_unlock(&tasklist_lock);
469         i_mmap_unlock_read(mapping);
470 }
471
472 /*
473  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
474  * This is done in two steps for locking reasons.
475  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
476  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
477  */
478 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
479                                 int force_early)
480 {
481         struct to_kill *tk;
482
483         if (!page->mapping)
484                 return;
485
486         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
487         if (!tk)
488                 return;
489         if (PageAnon(page))
490                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
491         else
492                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
493         kfree(tk);
494 }
495
496 static const char *action_name[] = {
497         [MF_IGNORED] = "Ignored",
498         [MF_FAILED] = "Failed",
499         [MF_DELAYED] = "Delayed",
500         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
501 };
502
503 static const char * const action_page_types[] = {
504         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
505         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
506         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
507         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
508         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
509         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
510         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
511         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
512         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
513         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
514         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
515         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
516         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
517         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
518         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
519         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
520         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
521         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
522         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
523         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
524 };
525
526 /*
527  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
528  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
529  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
530  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
531  */
532 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
533 {
534         if (!isolate_lru_page(p)) {
535                 /*
536                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
537                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
538                  */
539                 ClearPageActive(p);
540                 ClearPageUnevictable(p);
541
542                 /*
543                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
544                  * to uncharge it manually from its memcg.
545                  */
546                 mem_cgroup_uncharge(p);
547
548                 /*
549                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
550                  */
551                 put_page(p);
552                 return 0;
553         }
554         return -EIO;
555 }
556
557 /*
558  * Error hit kernel page.
559  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
560  * could be more sophisticated.
561  */
562 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
563 {
564         return MF_IGNORED;
565 }
566
567 /*
568  * Page in unknown state. Do nothing.
569  */
570 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
571 {
572         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
573         return MF_FAILED;
574 }
575
576 /*
577  * Clean (or cleaned) page cache page.
578  */
579 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
580 {
581         int err;
582         int ret = MF_FAILED;
583         struct address_space *mapping;
584
585         delete_from_lru_cache(p);
586
587         /*
588          * For anonymous pages we're done the only reference left
589          * should be the one m_f() holds.
590          */
591         if (PageAnon(p))
592                 return MF_RECOVERED;
593
594         /*
595          * Now truncate the page in the page cache. This is really
596          * more like a "temporary hole punch"
597          * Don't do this for block devices when someone else
598          * has a reference, because it could be file system metadata
599          * and that's not safe to truncate.
600          */
601         mapping = page_mapping(p);
602         if (!mapping) {
603                 /*
604                  * Page has been teared down in the meanwhile
605                  */
606                 return MF_FAILED;
607         }
608
609         /*
610          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
611          *
612          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
613          */
614         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
615                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
616                 if (err != 0) {
617                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
618                                 pfn, err);
619                 } else if (page_has_private(p) &&
620                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
621                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
622                                 pfn);
623                 } else {
624                         ret = MF_RECOVERED;
625                 }
626         } else {
627                 /*
628                  * If the file system doesn't support it just invalidate
629                  * This fails on dirty or anything with private pages
630                  */
631                 if (invalidate_inode_page(p))
632                         ret = MF_RECOVERED;
633                 else
634                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
635                                 pfn);
636         }
637         return ret;
638 }
639
640 /*
641  * Dirty pagecache page
642  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
643  * propagated.
644  */
645 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
646 {
647         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
648
649         SetPageError(p);
650         /* TBD: print more information about the file. */
651         if (mapping) {
652                 /*
653                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
654                  * who check the mapping.
655                  * This way the application knows that something went
656                  * wrong with its dirty file data.
657                  *
658                  * There's one open issue:
659                  *
660                  * The EIO will be only reported on the next IO
661                  * operation and then cleared through the IO map.
662                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
663                  * first through the AS_EIO flag in the address space
664                  * and then through the PageError flag in the page.
665                  * Since we drop pages on memory failure handling the
666                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
667                  *
668                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
669                  * the first operation that returns an error, while
670                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
671                  * when the page is reread or dropped.  If an
672                  * application assumes it will always get error on
673                  * fsync, but does other operations on the fd before
674                  * and the page is dropped between then the error
675                  * will not be properly reported.
676                  *
677                  * This can already happen even without hwpoisoned
678                  * pages: first on metadata IO errors (which only
679                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
680                  * at the wrong time.
681                  *
682                  * So right now we assume that the application DTRT on
683                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
684                  * of the kernel.
685                  */
686                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
687         }
688
689         return me_pagecache_clean(p, pfn);
690 }
691
692 /*
693  * Clean and dirty swap cache.
694  *
695  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
696  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
697  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
698  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
699  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
700  * and then
701  *      - clear dirty bit to prevent IO
702  *      - remove from LRU
703  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
704  *        a later page fault, we know the application is accessing
705  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
706  *        interception code in do_swap_page to catch it).
707  *
708  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
709  * bring in the known good data from disk.
710  */
711 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
712 {
713         ClearPageDirty(p);
714         /* Trigger EIO in shmem: */
715         ClearPageUptodate(p);
716
717         if (!delete_from_lru_cache(p))
718                 return MF_DELAYED;
719         else
720                 return MF_FAILED;
721 }
722
723 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
724 {
725         delete_from_swap_cache(p);
726
727         if (!delete_from_lru_cache(p))
728                 return MF_RECOVERED;
729         else
730                 return MF_FAILED;
731 }
732
733 /*
734  * Huge pages. Needs work.
735  * Issues:
736  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
737  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
738  */
739 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
740 {
741         int res = 0;
742         struct page *hpage = compound_head(p);
743
744         if (!PageHuge(hpage))
745                 return MF_DELAYED;
746
747         /*
748          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
749          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
750          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
751          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
752          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
753          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
754          */
755         if (!(page_mapping(hpage) || PageAnon(hpage))) {
756                 res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
757                 if (!res)
758                         return MF_RECOVERED;
759         }
760         return MF_DELAYED;
761 }
762
763 /*
764  * Various page states we can handle.
765  *
766  * A page state is defined by its current page->flags bits.
767  * The table matches them in order and calls the right handler.
768  *
769  * This is quite tricky because we can access page at any time
770  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
771  *
772  * This is not complete. More states could be added.
773  * For any missing state don't attempt recovery.
774  */
775
776 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
777 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
778 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
779 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
780 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
781 #define lru             (1UL << PG_lru)
782 #define head            (1UL << PG_head)
783 #define slab            (1UL << PG_slab)
784 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
785
786 static struct page_state {
787         unsigned long mask;
788         unsigned long res;
789         enum mf_action_page_type type;
790         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
791 } error_states[] = {
792         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
793         /*
794          * free pages are specially detected outside this table:
795          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
796          */
797
798         /*
799          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
800          * currently unused objects without touching them. But just
801          * treat it as standard kernel for now.
802          */
803         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
804
805         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
806
807         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
808         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
809
810         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
811         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
812
813         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
814         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
815
816         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
817         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
818
819         /*
820          * Catchall entry: must be at end.
821          */
822         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
823 };
824
825 #undef dirty
826 #undef sc
827 #undef unevict
828 #undef mlock
829 #undef writeback
830 #undef lru
831 #undef head
832 #undef slab
833 #undef reserved
834
835 /*
836  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
837  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
838  */
839 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
840                           enum mf_result result)
841 {
842         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
843
844         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
845                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
846 }
847
848 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
849                         unsigned long pfn)
850 {
851         int result;
852         int count;
853
854         result = ps->action(p, pfn);
855
856         count = page_count(p) - 1;
857         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
858                 count--;
859         if (count != 0) {
860                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
861                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
862                 result = MF_FAILED;
863         }
864         action_result(pfn, ps->type, result);
865
866         /* Could do more checks here if page looks ok */
867         /*
868          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
869          */
870
871         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
872 }
873
874 /**
875  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
876  * @page:       raw error page (hit by memory error)
877  *
878  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
879  * non-zero value.)
880  */
881 int get_hwpoison_page(struct page *page)
882 {
883         struct page *head = compound_head(page);
884
885         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
886                 /*
887                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
888                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
889                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
890                  * tries to touch the "partially handled" page.
891                  */
892                 if (!PageAnon(head)) {
893                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
894                                 page_to_pfn(page));
895                         return 0;
896                 }
897         }
898
899         if (get_page_unless_zero(head)) {
900                 if (head == compound_head(page))
901                         return 1;
902
903                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
904                         page_to_pfn(page));
905                 put_page(head);
906         }
907
908         return 0;
909 }
910 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
911
912 /*
913  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
914  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
915  */
916 static bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
917                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
918 {
919         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
920         struct address_space *mapping;
921         LIST_HEAD(tokill);
922         bool unmap_success;
923         int kill = 1, forcekill;
924         struct page *hpage = *hpagep;
925         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
926
927         /*
928          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
929          * other types of pages.
930          */
931         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
932                 return true;
933         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
934                 return true;
935
936         /*
937          * This check implies we don't kill processes if their pages
938          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
939          */
940         if (!page_mapped(hpage))
941                 return true;
942
943         if (PageKsm(p)) {
944                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
945                 return false;
946         }
947
948         if (PageSwapCache(p)) {
949                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
950                         pfn);
951                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
952         }
953
954         /*
955          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
956          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
957          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
958          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
959          */
960         mapping = page_mapping(hpage);
961         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
962             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
963                 if (page_mkclean(hpage)) {
964                         SetPageDirty(hpage);
965                 } else {
966                         kill = 0;
967                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
968                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
969                                 pfn);
970                 }
971         }
972
973         /*
974          * First collect all the processes that have the page
975          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
976          * because ttu takes the rmap data structures down.
977          *
978          * Error handling: We ignore errors here because
979          * there's nothing that can be done.
980          */
981         if (kill)
982                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
983
984         unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
985         if (!unmap_success)
986                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
987                        pfn, page_mapcount(hpage));
988
989         /*
990          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
991          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
992          */
993         if (mlocked)
994                 shake_page(hpage, 0);
995
996         /*
997          * Now that the dirty bit has been propagated to the
998          * struct page and all unmaps done we can decide if
999          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1000          * was dirty or the process is not restartable,
1001          * otherwise the tokill list is merely
1002          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1003          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1004          * any accesses to the poisoned memory.
1005          */
1006         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1007         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno, !unmap_success, p, pfn, flags);
1008
1009         return unmap_success;
1010 }
1011
1012 static void set_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1013 {
1014         int i;
1015         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1016         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1017                 SetPageHWPoison(hpage + i);
1018 }
1019
1020 static void clear_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1021 {
1022         int i;
1023         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1024         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1025                 ClearPageHWPoison(hpage + i);
1026 }
1027
1028 /**
1029  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1030  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1031  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1032  * @flags: fine tune action taken
1033  *
1034  * This function is called by the low level machine check code
1035  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1036  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1037  * dropping pages, killing processes etc.
1038  *
1039  * The function is primarily of use for corruptions that
1040  * happen outside the current execution context (e.g. when
1041  * detected by a background scrubber)
1042  *
1043  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1044  * enabled and no spinlocks hold.
1045  */
1046 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1047 {
1048         struct page_state *ps;
1049         struct page *p;
1050         struct page *hpage;
1051         struct page *orig_head;
1052         int res;
1053         unsigned int nr_pages;
1054         unsigned long page_flags;
1055
1056         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1057                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1058
1059         if (!pfn_valid(pfn)) {
1060                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1061                         pfn);
1062                 return -ENXIO;
1063         }
1064
1065         p = pfn_to_page(pfn);
1066         orig_head = hpage = compound_head(p);
1067         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1068                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1069                         pfn);
1070                 return 0;
1071         }
1072
1073         /*
1074          * Currently errors on hugetlbfs pages are measured in hugepage units,
1075          * so nr_pages should be 1 << compound_order.  OTOH when errors are on
1076          * transparent hugepages, they are supposed to be split and error
1077          * measurement is done in normal page units.  So nr_pages should be one
1078          * in this case.
1079          */
1080         if (PageHuge(p))
1081                 nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1082         else /* normal page or thp */
1083                 nr_pages = 1;
1084         num_poisoned_pages_add(nr_pages);
1085
1086         /*
1087          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1088          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1089          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1090          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1091          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1092          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1093          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1094          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1095          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1096          *    used and will be freed some time later.
1097          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1098          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1099          */
1100         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1101                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1102                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1103                         return 0;
1104                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1105                         /*
1106                          * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1107                          */
1108                         lock_page(hpage);
1109                         if (PageHWPoison(hpage)) {
1110                                 if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1111                                     || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1112                                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1113                                         unlock_page(hpage);
1114                                         return 0;
1115                                 }
1116                         }
1117                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1118                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1119                         action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE,
1120                                       res ? MF_IGNORED : MF_DELAYED);
1121                         unlock_page(hpage);
1122                         return res;
1123                 } else {
1124                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1125                         return -EBUSY;
1126                 }
1127         }
1128
1129         if (!PageHuge(p) && PageTransHuge(hpage)) {
1130                 lock_page(p);
1131                 if (!PageAnon(p) || unlikely(split_huge_page(p))) {
1132                         unlock_page(p);
1133                         if (!PageAnon(p))
1134                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1135                                         pfn);
1136                         else
1137                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1138                                         pfn);
1139                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1140                                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1141                         put_hwpoison_page(p);
1142                         return -EBUSY;
1143                 }
1144                 unlock_page(p);
1145                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1146                 hpage = compound_head(p);
1147         }
1148
1149         /*
1150          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1151          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1152          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1153          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1154          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1155          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1156          */
1157         shake_page(p, 0);
1158         /* shake_page could have turned it free. */
1159         if (!PageLRU(p) && is_free_buddy_page(p)) {
1160                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1161                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1162                 else
1163                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND, MF_DELAYED);
1164                 return 0;
1165         }
1166
1167         lock_page(hpage);
1168
1169         /*
1170          * The page could have changed compound pages during the locking.
1171          * If this happens just bail out.
1172          */
1173         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1174                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1175                 res = -EBUSY;
1176                 goto out;
1177         }
1178
1179         /*
1180          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1181          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1182          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1183          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1184          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1185          */
1186         if (PageHuge(p))
1187                 page_flags = hpage->flags;
1188         else
1189                 page_flags = p->flags;
1190
1191         /*
1192          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1193          */
1194         if (!PageHWPoison(p)) {
1195                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1196                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1197                 unlock_page(hpage);
1198                 put_hwpoison_page(hpage);
1199                 return 0;
1200         }
1201         if (hwpoison_filter(p)) {
1202                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1203                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1204                 unlock_page(hpage);
1205                 put_hwpoison_page(hpage);
1206                 return 0;
1207         }
1208
1209         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1210                 goto identify_page_state;
1211
1212         /*
1213          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1214          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1215          */
1216         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1217                 action_result(pfn, MF_MSG_POISONED_HUGE, MF_IGNORED);
1218                 unlock_page(hpage);
1219                 put_hwpoison_page(hpage);
1220                 return 0;
1221         }
1222         /*
1223          * Set PG_hwpoison on all pages in an error hugepage,
1224          * because containment is done in hugepage unit for now.
1225          * Since we have done TestSetPageHWPoison() for the head page with
1226          * page lock held, we can safely set PG_hwpoison bits on tail pages.
1227          */
1228         if (PageHuge(p))
1229                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1230
1231         /*
1232          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1233          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1234          */
1235         wait_on_page_writeback(p);
1236
1237         /*
1238          * Now take care of user space mappings.
1239          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1240          *
1241          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1242          * page after thp split.
1243          */
1244         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)) {
1245                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1246                 res = -EBUSY;
1247                 goto out;
1248         }
1249
1250         /*
1251          * Torn down by someone else?
1252          */
1253         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1254                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1255                 res = -EBUSY;
1256                 goto out;
1257         }
1258
1259 identify_page_state:
1260         res = -EBUSY;
1261         /*
1262          * The first check uses the current page flags which may not have any
1263          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1264          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1265          */
1266         for (ps = error_states;; ps++)
1267                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1268                         break;
1269
1270         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1271
1272         if (!ps->mask)
1273                 for (ps = error_states;; ps++)
1274                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1275                                 break;
1276         res = page_action(ps, p, pfn);
1277 out:
1278         unlock_page(hpage);
1279         return res;
1280 }
1281 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1282
1283 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1284 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1285
1286 struct memory_failure_entry {
1287         unsigned long pfn;
1288         int trapno;
1289         int flags;
1290 };
1291
1292 struct memory_failure_cpu {
1293         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1294                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1295         spinlock_t lock;
1296         struct work_struct work;
1297 };
1298
1299 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1300
1301 /**
1302  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1303  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1304  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1305  * @flags: Flags for memory failure handling
1306  *
1307  * This function is called by the low level hardware error handler
1308  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1309  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1310  * processes etc.
1311  *
1312  * The function is primarily of use for corruptions that
1313  * happen outside the current execution context (e.g. when
1314  * detected by a background scrubber)
1315  *
1316  * Can run in IRQ context.
1317  */
1318 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1319 {
1320         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1321         unsigned long proc_flags;
1322         struct memory_failure_entry entry = {
1323                 .pfn =          pfn,
1324                 .trapno =       trapno,
1325                 .flags =        flags,
1326         };
1327
1328         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1329         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1330         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1331                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1332         else
1333                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1334                        pfn);
1335         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1336         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1337 }
1338 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1339
1340 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1341 {
1342         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1343         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1344         unsigned long proc_flags;
1345         int gotten;
1346
1347         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1348         for (;;) {
1349                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1350                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1351                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1352                 if (!gotten)
1353                         break;
1354                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1355                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1356                 else
1357                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1358         }
1359 }
1360
1361 static int __init memory_failure_init(void)
1362 {
1363         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1364         int cpu;
1365
1366         for_each_possible_cpu(cpu) {
1367                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1368                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1369                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1370                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1371         }
1372
1373         return 0;
1374 }
1375 core_initcall(memory_failure_init);
1376
1377 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1378 ({                                                      \
1379         if (__ratelimit(rs))                            \
1380                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1381 })
1382
1383 /**
1384  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1385  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1386  *
1387  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1388  * memory_failure() earlier.
1389  *
1390  * This is only done on the software-level, so it only works
1391  * for linux injected failures, not real hardware failures
1392  *
1393  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1394  */
1395 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1396 {
1397         struct page *page;
1398         struct page *p;
1399         int freeit = 0;
1400         unsigned int nr_pages;
1401         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1402                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1403
1404         if (!pfn_valid(pfn))
1405                 return -ENXIO;
1406
1407         p = pfn_to_page(pfn);
1408         page = compound_head(p);
1409
1410         if (!PageHWPoison(p)) {
1411                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1412                                  pfn, &unpoison_rs);
1413                 return 0;
1414         }
1415
1416         if (page_count(page) > 1) {
1417                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1418                                  pfn, &unpoison_rs);
1419                 return 0;
1420         }
1421
1422         if (page_mapped(page)) {
1423                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1424                                  pfn, &unpoison_rs);
1425                 return 0;
1426         }
1427
1428         if (page_mapping(page)) {
1429                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1430                                  pfn, &unpoison_rs);
1431                 return 0;
1432         }
1433
1434         /*
1435          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1436          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1437          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1438          */
1439         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1440                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1441                                  pfn, &unpoison_rs);
1442                 return 0;
1443         }
1444
1445         nr_pages = 1 << compound_order(page);
1446
1447         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1448                 /*
1449                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1450                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1451                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1452                  * to the end.
1453                  */
1454                 if (PageHuge(page)) {
1455                         unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n",
1456                                          pfn, &unpoison_rs);
1457                         return 0;
1458                 }
1459                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1460                         num_poisoned_pages_dec();
1461                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1462                                  pfn, &unpoison_rs);
1463                 return 0;
1464         }
1465
1466         lock_page(page);
1467         /*
1468          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1469          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1470          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1471          * the free buddy page pool.
1472          */
1473         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1474                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1475                                  pfn, &unpoison_rs);
1476                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1477                 freeit = 1;
1478                 if (PageHuge(page))
1479                         clear_page_hwpoison_huge_page(page);
1480         }
1481         unlock_page(page);
1482
1483         put_hwpoison_page(page);
1484         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1485                 put_hwpoison_page(page);
1486
1487         return 0;
1488 }
1489 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1490
1491 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1492 {
1493         int nid = page_to_nid(p);
1494         if (PageHuge(p)) {
1495                 struct hstate *hstate = page_hstate(compound_head(p));
1496
1497                 if (hstate_is_gigantic(hstate))
1498                         return alloc_huge_page_node(hstate, NUMA_NO_NODE);
1499
1500                 return alloc_huge_page_node(hstate, nid);
1501         } else {
1502                 return __alloc_pages_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1503         }
1504 }
1505
1506 /*
1507  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1508  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1509  * that is not free, and 1 for any other page type.
1510  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1511  */
1512 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1513 {
1514         int ret;
1515
1516         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1517                 return 1;
1518
1519         /*
1520          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1521          * from free hugepage list.
1522          */
1523         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1524                 if (PageHuge(p)) {
1525                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1526                         ret = 0;
1527                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1528                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1529                         ret = 0;
1530                 } else {
1531                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1532                                 __func__, pfn, p->flags);
1533                         ret = -EIO;
1534                 }
1535         } else {
1536                 /* Not a free page */
1537                 ret = 1;
1538         }
1539         return ret;
1540 }
1541
1542 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1543 {
1544         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1545
1546         if (ret == 1 && !PageHuge(page) &&
1547             !PageLRU(page) && !__PageMovable(page)) {
1548                 /*
1549                  * Try to free it.
1550                  */
1551                 put_hwpoison_page(page);
1552                 shake_page(page, 1);
1553
1554                 /*
1555                  * Did it turn free?
1556                  */
1557                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1558                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1559                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1560                         put_hwpoison_page(page);
1561                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx (%pGp)\n",
1562                                 pfn, page->flags, &page->flags);
1563                         return -EIO;
1564                 }
1565         }
1566         return ret;
1567 }
1568
1569 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1570 {
1571         int ret;
1572         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1573         struct page *hpage = compound_head(page);
1574         LIST_HEAD(pagelist);
1575
1576         /*
1577          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1578          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1579          */
1580         lock_page(hpage);
1581         if (PageHWPoison(hpage)) {
1582                 unlock_page(hpage);
1583                 put_hwpoison_page(hpage);
1584                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1585                 return -EBUSY;
1586         }
1587         unlock_page(hpage);
1588
1589         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1590         /*
1591          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1592          * so need to drop one here.
1593          */
1594         put_hwpoison_page(hpage);
1595         if (!ret) {
1596                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1597                 return -EBUSY;
1598         }
1599
1600         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1601                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1602         if (ret) {
1603                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1604                         pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1605                 if (!list_empty(&pagelist))
1606                         putback_movable_pages(&pagelist);
1607                 if (ret > 0)
1608                         ret = -EIO;
1609         } else {
1610                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1611                 if (PageHuge(page)) {
1612                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1613                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1614                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1615                 } else {
1616                         SetPageHWPoison(page);
1617                         num_poisoned_pages_inc();
1618                 }
1619         }
1620         return ret;
1621 }
1622
1623 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1624 {
1625         int ret;
1626         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1627
1628         /*
1629          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1630          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1631          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1632          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1633          */
1634         lock_page(page);
1635         wait_on_page_writeback(page);
1636         if (PageHWPoison(page)) {
1637                 unlock_page(page);
1638                 put_hwpoison_page(page);
1639                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1640                 return -EBUSY;
1641         }
1642         /*
1643          * Try to invalidate first. This should work for
1644          * non dirty unmapped page cache pages.
1645          */
1646         ret = invalidate_inode_page(page);
1647         unlock_page(page);
1648         /*
1649          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1650          * would need to fix isolation locking first.
1651          */
1652         if (ret == 1) {
1653                 put_hwpoison_page(page);
1654                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1655                 SetPageHWPoison(page);
1656                 num_poisoned_pages_inc();
1657                 return 0;
1658         }
1659
1660         /*
1661          * Simple invalidation didn't work.
1662          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1663          * handles a large number of cases for us.
1664          */
1665         if (PageLRU(page))
1666                 ret = isolate_lru_page(page);
1667         else
1668                 ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1669         /*
1670          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1671          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1672          */
1673         put_hwpoison_page(page);
1674         if (!ret) {
1675                 LIST_HEAD(pagelist);
1676                 /*
1677                  * After isolated lru page, the PageLRU will be cleared,
1678                  * so use !__PageMovable instead for LRU page's mapping
1679                  * cannot have PAGE_MAPPING_MOVABLE.
1680                  */
1681                 if (!__PageMovable(page))
1682                         inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1683                                                 page_is_file_cache(page));
1684                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1685                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1686                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1687                 if (ret) {
1688                         if (!list_empty(&pagelist))
1689                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1690
1691                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1692                                 pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1693                         if (ret > 0)
1694                                 ret = -EIO;
1695                 }
1696         } else {
1697                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx (%pGp)\n",
1698                         pfn, ret, page_count(page), page->flags, &page->flags);
1699         }
1700         return ret;
1701 }
1702
1703 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1704 {
1705         int ret;
1706         struct page *hpage = compound_head(page);
1707
1708         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1709                 lock_page(hpage);
1710                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1711                         unlock_page(hpage);
1712                         if (!PageAnon(hpage))
1713                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1714                         else
1715                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1716                         put_hwpoison_page(hpage);
1717                         return -EBUSY;
1718                 }
1719                 unlock_page(hpage);
1720                 get_hwpoison_page(page);
1721                 put_hwpoison_page(hpage);
1722         }
1723
1724         if (PageHuge(page))
1725                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1726         else
1727                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1728
1729         return ret;
1730 }
1731
1732 static void soft_offline_free_page(struct page *page)
1733 {
1734         if (PageHuge(page)) {
1735                 struct page *hpage = compound_head(page);
1736
1737                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1738                 if (!dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage))
1739                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1740         } else {
1741                 if (!TestSetPageHWPoison(page))
1742                         num_poisoned_pages_inc();
1743         }
1744 }
1745
1746 /**
1747  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1748  * @page: page to offline
1749  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1750  *
1751  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1752  *
1753  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1754  * without killing anything. This is for the case when
1755  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1756  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1757  * out.
1758  *
1759  * The actual policy on when to do that is maintained by
1760  * user space.
1761  *
1762  * This should never impact any application or cause data loss,
1763  * however it might take some time.
1764  *
1765  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1766  * ``good enough'' for the majority of memory.
1767  */
1768 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1769 {
1770         int ret;
1771         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1772
1773         if (PageHWPoison(page)) {
1774                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1775                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1776                         put_hwpoison_page(page);
1777                 return -EBUSY;
1778         }
1779
1780         get_online_mems();
1781         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1782         put_online_mems();
1783
1784         if (ret > 0)
1785                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1786         else if (ret == 0)
1787                 soft_offline_free_page(page);
1788
1789         return ret;
1790 }