Documentation/vm/hwpoison.rst

   1 .. hwpoison:
   2
   3 ========
   4 hwpoison
   5 ========
   6
   7 What is hwpoison?
   8 =================
   9
  10 Upcoming Intel CPUs have support for recovering from some memory errors
  11 (``MCA recovery``). This requires the OS to declare a page "poisoned",
  12 kill the processes associated with it and avoid using it in the future.
  13
  14 This patchkit implements the necessary infrastructure in the VM.
  15
  16 To quote the overview comment::
  17
  18         High level machine check handler. Handles pages reported by the
  19         hardware as being corrupted usually due to a 2bit ECC memory or cache
  20         failure.
  21
  22         This focusses on pages detected as corrupted in the background.
  23         When the current CPU tries to consume corruption the currently
  24         running process can just be killed directly instead. This implies
  25         that if the error cannot be handled for some reason it's safe to
  26         just ignore it because no corruption has been consumed yet. Instead
  27         when that happens another machine check will happen.
  28
  29         Handles page cache pages in various states. The tricky part
  30         here is that we can access any page asynchronous to other VM
  31         users, because memory failures could happen anytime and anywhere,
  32         possibly violating some of their assumptions. This is why this code
  33         has to be extremely careful. Generally it tries to use normal locking
  34         rules, as in get the standard locks, even if that means the
  35         error handling takes potentially a long time.
  36
  37         Some of the operations here are somewhat inefficient and have non
  38         linear algorithmic complexity, because the data structures have not
  39         been optimized for this case. This is in particular the case
  40         for the mapping from a vma to a process. Since this case is expected
  41         to be rare we hope we can get away with this.
  42
  43 The code consists of a the high level handler in mm/memory-failure.c,
  44 a new page poison bit and various checks in the VM to handle poisoned
  45 pages.
  46
  47 The main target right now is KVM guests, but it works for all kinds
  48 of applications. KVM support requires a recent qemu-kvm release.
  49
  50 For the KVM use there was need for a new signal type so that
  51 KVM can inject the machine check into the guest with the proper
  52 address. This in theory allows other applications to handle
  53 memory failures too. The expection is that near all applications
  54 won't do that, but some very specialized ones might.
  55
  56 Failure recovery modes
  57 ======================
  58
  59 There are two (actually three) modes memory failure recovery can be in:
  60
  61 vm.memory_failure_recovery sysctl set to zero:
  62         All memory failures cause a panic. Do not attempt recovery.
  63
  64 early kill
  65         (can be controlled globally and per process)
  66         Send SIGBUS to the application as soon as the error is detected
  67         This allows applications who can process memory errors in a gentle
  68         way (e.g. drop affected object)
  69         This is the mode used by KVM qemu.
  70
  71 late kill
  72         Send SIGBUS when the application runs into the corrupted page.
  73         This is best for memory error unaware applications and default
  74         Note some pages are always handled as late kill.
  75
  76 User control
  77 ============
  78
  79 vm.memory_failure_recovery
  80         See sysctl.txt
  81
  82 vm.memory_failure_early_kill
  83         Enable early kill mode globally
  84
  85 PR_MCE_KILL
  86         Set early/late kill mode/revert to system default
  87
  88         arg1: PR_MCE_KILL_CLEAR:
  89                 Revert to system default
  90         arg1: PR_MCE_KILL_SET:
  91                 arg2 defines thread specific mode
  92
  93                 PR_MCE_KILL_EARLY:
  94                         Early kill
  95                 PR_MCE_KILL_LATE:
  96                         Late kill
  97                 PR_MCE_KILL_DEFAULT
  98                         Use system global default
  99
 100         Note that if you want to have a dedicated thread which handles
 101         the SIGBUS(BUS_MCEERR_AO) on behalf of the process, you should
 102         call prctl(PR_MCE_KILL_EARLY) on the designated thread. Otherwise,
 103         the SIGBUS is sent to the main thread.
 104
 105 PR_MCE_KILL_GET
 106         return current mode
 107
 108 Testing
 109 =======
 110
 111 * madvise(MADV_HWPOISON, ....) (as root) - Poison a page in the
 112   process for testing
 113
 114 * hwpoison-inject module through debugfs ``/sys/kernel/debug/hwpoison/``
 115
 116   corrupt-pfn
 117         Inject hwpoison fault at PFN echoed into this file. This does
 118         some early filtering to avoid corrupted unintended pages in test suites.
 119
 120   unpoison-pfn
 121         Software-unpoison page at PFN echoed into this file. This way
 122         a page can be reused again.  This only works for Linux
 123         injected failures, not for real memory failures. Once any hardware
 124         memory failure happens, this feature is disabled.
 125
 126   Note these injection interfaces are not stable and might change between
 127   kernel versions
 128
 129   corrupt-filter-dev-major, corrupt-filter-dev-minor
 130         Only handle memory failures to pages associated with the file
 131         system defined by block device major/minor.  -1U is the
 132         wildcard value.  This should be only used for testing with
 133         artificial injection.
 134
 135   corrupt-filter-memcg
 136         Limit injection to pages owned by memgroup. Specified by inode
 137         number of the memcg.
 138
 139         Example::
 140
 141                 mkdir /sys/fs/cgroup/mem/hwpoison
 142
 143                 usemem -m 100 -s 1000 &
 144                 echo `jobs -p` > /sys/fs/cgroup/mem/hwpoison/tasks
 145
 146                 memcg_ino=$(ls -id /sys/fs/cgroup/mem/hwpoison | cut -f1 -d' ')
 147                 echo $memcg_ino > /debug/hwpoison/corrupt-filter-memcg
 148
 149                 page-types -p `pidof init`   --hwpoison  # shall do nothing
 150                 page-types -p `pidof usemem` --hwpoison  # poison its pages
 151
 152   corrupt-filter-flags-mask, corrupt-filter-flags-value
 153         When specified, only poison pages if ((page_flags & mask) ==
 154         value).  This allows stress testing of many kinds of
 155         pages. The page_flags are the same as in /proc/kpageflags. The
 156         flag bits are defined in include/linux/kernel-page-flags.h and
 157         documented in Documentation/admin-guide/mm/pagemap.rst
 158
 159 * Architecture specific MCE injector
 160
 161   x86 has mce-inject, mce-test
 162
 163   Some portable hwpoison test programs in mce-test, see below.
 164
 165 References
 166 ==========
 167
 168 http://halobates.de/mce-lc09-2.pdf
 169         Overview presentation from LinuxCon 09
 170
 171 git://git.kernel.org/pub/scm/utils/cpu/mce/mce-test.git
 172         Test suite (hwpoison specific portable tests in tsrc)
 173
 174 git://git.kernel.org/pub/scm/utils/cpu/mce/mce-inject.git
 175         x86 specific injector
 176
 177
 178 Limitations
 179 ===========
 180 - Not all page types are supported and never will. Most kernel internal
 181   objects cannot be recovered, only LRU pages for now.
 182
 183 ---
 184 Andi Kleen, Oct 2009