hugetlbfs: use i_mmap_rwsem for more pmd sharing synchronization
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memory-failure.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Copyright (C) 2008, 2009 Intel Corporation
4  * Authors: Andi Kleen, Fengguang Wu
5  *
6  * High level machine check handler. Handles pages reported by the
7  * hardware as being corrupted usually due to a multi-bit ECC memory or cache
8  * failure.
9  * 
10  * In addition there is a "soft offline" entry point that allows stop using
11  * not-yet-corrupted-by-suspicious pages without killing anything.
12  *
13  * Handles page cache pages in various states.  The tricky part
14  * here is that we can access any page asynchronously in respect to 
15  * other VM users, because memory failures could happen anytime and 
16  * anywhere. This could violate some of their assumptions. This is why 
17  * this code has to be extremely careful. Generally it tries to use 
18  * normal locking rules, as in get the standard locks, even if that means 
19  * the error handling takes potentially a long time.
20  *
21  * It can be very tempting to add handling for obscure cases here.
22  * In general any code for handling new cases should only be added iff:
23  * - You know how to test it.
24  * - You have a test that can be added to mce-test
25  *   https://git.kernel.org/cgit/utils/cpu/mce/mce-test.git/
26  * - The case actually shows up as a frequent (top 10) page state in
27  *   tools/vm/page-types when running a real workload.
28  * 
29  * There are several operations here with exponential complexity because
30  * of unsuitable VM data structures. For example the operation to map back 
31  * from RMAP chains to processes has to walk the complete process list and 
32  * has non linear complexity with the number. But since memory corruptions
33  * are rare we hope to get away with this. This avoids impacting the core 
34  * VM.
35  */
36 #include <linux/kernel.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/kernel-page-flags.h>
40 #include <linux/sched/signal.h>
41 #include <linux/sched/task.h>
42 #include <linux/ksm.h>
43 #include <linux/rmap.h>
44 #include <linux/export.h>
45 #include <linux/pagemap.h>
46 #include <linux/swap.h>
47 #include <linux/backing-dev.h>
48 #include <linux/migrate.h>
49 #include <linux/suspend.h>
50 #include <linux/slab.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/hugetlb.h>
53 #include <linux/memory_hotplug.h>
54 #include <linux/mm_inline.h>
55 #include <linux/memremap.h>
56 #include <linux/kfifo.h>
57 #include <linux/ratelimit.h>
58 #include <linux/page-isolation.h>
59 #include "internal.h"
60 #include "ras/ras_event.h"
61
62 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
63
64 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
65
66 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
67
68 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
69
70 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
71 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
72 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
73 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
74 u64 hwpoison_filter_flags_value;
75 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
80
81 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
82 {
83         struct address_space *mapping;
84         dev_t dev;
85
86         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
87             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
88                 return 0;
89
90         /*
91          * page_mapping() does not accept slab pages.
92          */
93         if (PageSlab(p))
94                 return -EINVAL;
95
96         mapping = page_mapping(p);
97         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
98                 return -EINVAL;
99
100         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
101         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
102             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
103                 return -EINVAL;
104         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
105             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
106                 return -EINVAL;
107
108         return 0;
109 }
110
111 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
112 {
113         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
114                 return 0;
115
116         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
117                                     hwpoison_filter_flags_value)
118                 return 0;
119         else
120                 return -EINVAL;
121 }
122
123 /*
124  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
125  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
126  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
127  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
128  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
129  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
130  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
131  * a freed page.
132  */
133 #ifdef CONFIG_MEMCG
134 u64 hwpoison_filter_memcg;
135 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
136 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
137 {
138         if (!hwpoison_filter_memcg)
139                 return 0;
140
141         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
142                 return -EINVAL;
143
144         return 0;
145 }
146 #else
147 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
148 #endif
149
150 int hwpoison_filter(struct page *p)
151 {
152         if (!hwpoison_filter_enable)
153                 return 0;
154
155         if (hwpoison_filter_dev(p))
156                 return -EINVAL;
157
158         if (hwpoison_filter_flags(p))
159                 return -EINVAL;
160
161         if (hwpoison_filter_task(p))
162                 return -EINVAL;
163
164         return 0;
165 }
166 #else
167 int hwpoison_filter(struct page *p)
168 {
169         return 0;
170 }
171 #endif
172
173 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
174
175 /*
176  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
177  * the page.
178  *
179  * General strategy:
180  * Find all processes having the page mapped and kill them.
181  * But we keep a page reference around so that the page is not
182  * actually freed yet.
183  * Then stash the page away
184  *
185  * There's no convenient way to get back to mapped processes
186  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
187  * running processes.
188  *
189  * Remember that machine checks are not common (or rather
190  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
191  * be a performance issue.
192  *
193  * Also there are some races possible while we get from the
194  * error detection to actually handle it.
195  */
196
197 struct to_kill {
198         struct list_head nd;
199         struct task_struct *tsk;
200         unsigned long addr;
201         short size_shift;
202 };
203
204 /*
205  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
206  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
207  * ``action required'' if error happened in current execution context
208  */
209 static int kill_proc(struct to_kill *tk, unsigned long pfn, int flags)
210 {
211         struct task_struct *t = tk->tsk;
212         short addr_lsb = tk->size_shift;
213         int ret;
214
215         pr_err("Memory failure: %#lx: Sending SIGBUS to %s:%d due to hardware memory corruption\n",
216                 pfn, t->comm, t->pid);
217
218         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
219                 ret = force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)tk->addr,
220                                        addr_lsb);
221         } else {
222                 /*
223                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
224                  * can be temporarily blocked.
225                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
226                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
227                  */
228                 ret = send_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AO, (void __user *)tk->addr,
229                                       addr_lsb, t);  /* synchronous? */
230         }
231         if (ret < 0)
232                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
233                         t->comm, t->pid, ret);
234         return ret;
235 }
236
237 /*
238  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
239  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
240  */
241 void shake_page(struct page *p, int access)
242 {
243         if (PageHuge(p))
244                 return;
245
246         if (!PageSlab(p)) {
247                 lru_add_drain_all();
248                 if (PageLRU(p))
249                         return;
250                 drain_all_pages(page_zone(p));
251                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
252                         return;
253         }
254
255         /*
256          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
257          * other caches) if access is not potentially fatal.
258          */
259         if (access)
260                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
261 }
262 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
263
264 static unsigned long dev_pagemap_mapping_shift(struct page *page,
265                 struct vm_area_struct *vma)
266 {
267         unsigned long address = vma_address(page, vma);
268         pgd_t *pgd;
269         p4d_t *p4d;
270         pud_t *pud;
271         pmd_t *pmd;
272         pte_t *pte;
273
274         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, address);
275         if (!pgd_present(*pgd))
276                 return 0;
277         p4d = p4d_offset(pgd, address);
278         if (!p4d_present(*p4d))
279                 return 0;
280         pud = pud_offset(p4d, address);
281         if (!pud_present(*pud))
282                 return 0;
283         if (pud_devmap(*pud))
284                 return PUD_SHIFT;
285         pmd = pmd_offset(pud, address);
286         if (!pmd_present(*pmd))
287                 return 0;
288         if (pmd_devmap(*pmd))
289                 return PMD_SHIFT;
290         pte = pte_offset_map(pmd, address);
291         if (!pte_present(*pte))
292                 return 0;
293         if (pte_devmap(*pte))
294                 return PAGE_SHIFT;
295         return 0;
296 }
297
298 /*
299  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
300  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
301  */
302
303 /*
304  * Schedule a process for later kill.
305  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
306  */
307 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
308                        struct vm_area_struct *vma,
309                        struct list_head *to_kill)
310 {
311         struct to_kill *tk;
312
313         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
314         if (!tk) {
315                 pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
316                 return;
317         }
318
319         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
320         if (is_zone_device_page(p))
321                 tk->size_shift = dev_pagemap_mapping_shift(p, vma);
322         else
323                 tk->size_shift = page_shift(compound_head(p));
324
325         /*
326          * Send SIGKILL if "tk->addr == -EFAULT". Also, as
327          * "tk->size_shift" is always non-zero for !is_zone_device_page(),
328          * so "tk->size_shift == 0" effectively checks no mapping on
329          * ZONE_DEVICE. Indeed, when a devdax page is mmapped N times
330          * to a process' address space, it's possible not all N VMAs
331          * contain mappings for the page, but at least one VMA does.
332          * Only deliver SIGBUS with payload derived from the VMA that
333          * has a mapping for the page.
334          */
335         if (tk->addr == -EFAULT) {
336                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
337                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
338         } else if (tk->size_shift == 0) {
339                 kfree(tk);
340                 return;
341         }
342
343         get_task_struct(tsk);
344         tk->tsk = tsk;
345         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
346 }
347
348 /*
349  * Kill the processes that have been collected earlier.
350  *
351  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
352  * (this is used for clean pages which do not need killing)
353  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
354  * wrong earlier.
355  */
356 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, bool fail,
357                 unsigned long pfn, int flags)
358 {
359         struct to_kill *tk, *next;
360
361         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
362                 if (forcekill) {
363                         /*
364                          * In case something went wrong with munmapping
365                          * make sure the process doesn't catch the
366                          * signal and then access the memory. Just kill it.
367                          */
368                         if (fail || tk->addr == -EFAULT) {
369                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
370                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
371                                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV,
372                                                  tk->tsk, PIDTYPE_PID);
373                         }
374
375                         /*
376                          * In theory the process could have mapped
377                          * something else on the address in-between. We could
378                          * check for that, but we need to tell the
379                          * process anyways.
380                          */
381                         else if (kill_proc(tk, pfn, flags) < 0)
382                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
383                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
384                 }
385                 put_task_struct(tk->tsk);
386                 kfree(tk);
387         }
388 }
389
390 /*
391  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
392  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
393  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
394  *
395  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
396  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
397  */
398 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
399 {
400         struct task_struct *t;
401
402         for_each_thread(tsk, t)
403                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
404                         return t;
405         return NULL;
406 }
407
408 /*
409  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
410  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
411  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
412  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
413  */
414 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
415                                            int force_early)
416 {
417         struct task_struct *t;
418         if (!tsk->mm)
419                 return NULL;
420         if (force_early)
421                 return tsk;
422         t = find_early_kill_thread(tsk);
423         if (t)
424                 return t;
425         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
426                 return tsk;
427         return NULL;
428 }
429
430 /*
431  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
432  */
433 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
434                                 int force_early)
435 {
436         struct vm_area_struct *vma;
437         struct task_struct *tsk;
438         struct anon_vma *av;
439         pgoff_t pgoff;
440
441         av = page_lock_anon_vma_read(page);
442         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
443                 return;
444
445         pgoff = page_to_pgoff(page);
446         read_lock(&tasklist_lock);
447         for_each_process (tsk) {
448                 struct anon_vma_chain *vmac;
449                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
450
451                 if (!t)
452                         continue;
453                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
454                                                pgoff, pgoff) {
455                         vma = vmac->vma;
456                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
457                                 continue;
458                         if (vma->vm_mm == t->mm)
459                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill);
460                 }
461         }
462         read_unlock(&tasklist_lock);
463         page_unlock_anon_vma_read(av);
464 }
465
466 /*
467  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
468  */
469 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
470                                 int force_early)
471 {
472         struct vm_area_struct *vma;
473         struct task_struct *tsk;
474         struct address_space *mapping = page->mapping;
475
476         i_mmap_lock_read(mapping);
477         read_lock(&tasklist_lock);
478         for_each_process(tsk) {
479                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
480                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
481
482                 if (!t)
483                         continue;
484                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
485                                       pgoff) {
486                         /*
487                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
488                          * the page but the corrupted page is not necessarily
489                          * mapped it in its pte.
490                          * Assume applications who requested early kill want
491                          * to be informed of all such data corruptions.
492                          */
493                         if (vma->vm_mm == t->mm)
494                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill);
495                 }
496         }
497         read_unlock(&tasklist_lock);
498         i_mmap_unlock_read(mapping);
499 }
500
501 /*
502  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
503  */
504 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
505                                 int force_early)
506 {
507         if (!page->mapping)
508                 return;
509
510         if (PageAnon(page))
511                 collect_procs_anon(page, tokill, force_early);
512         else
513                 collect_procs_file(page, tokill, force_early);
514 }
515
516 static const char *action_name[] = {
517         [MF_IGNORED] = "Ignored",
518         [MF_FAILED] = "Failed",
519         [MF_DELAYED] = "Delayed",
520         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
521 };
522
523 static const char * const action_page_types[] = {
524         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
525         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
526         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
527         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
528         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
529         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
530         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
531         [MF_MSG_NON_PMD_HUGE]           = "non-pmd-sized huge page",
532         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
533         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
534         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
535         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
536         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
537         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
538         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
539         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
540         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
541         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
542         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
543         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
544         [MF_MSG_DAX]                    = "dax page",
545         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
546 };
547
548 /*
549  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
550  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
551  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
552  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
553  */
554 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
555 {
556         if (!isolate_lru_page(p)) {
557                 /*
558                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
559                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
560                  */
561                 ClearPageActive(p);
562                 ClearPageUnevictable(p);
563
564                 /*
565                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
566                  * to uncharge it manually from its memcg.
567                  */
568                 mem_cgroup_uncharge(p);
569
570                 /*
571                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
572                  */
573                 put_page(p);
574                 return 0;
575         }
576         return -EIO;
577 }
578
579 static int truncate_error_page(struct page *p, unsigned long pfn,
580                                 struct address_space *mapping)
581 {
582         int ret = MF_FAILED;
583
584         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
585                 int err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
586
587                 if (err != 0) {
588                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
589                                 pfn, err);
590                 } else if (page_has_private(p) &&
591                            !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
592                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
593                                 pfn);
594                 } else {
595                         ret = MF_RECOVERED;
596                 }
597         } else {
598                 /*
599                  * If the file system doesn't support it just invalidate
600                  * This fails on dirty or anything with private pages
601                  */
602                 if (invalidate_inode_page(p))
603                         ret = MF_RECOVERED;
604                 else
605                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
606                                 pfn);
607         }
608
609         return ret;
610 }
611
612 /*
613  * Error hit kernel page.
614  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
615  * could be more sophisticated.
616  */
617 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
618 {
619         return MF_IGNORED;
620 }
621
622 /*
623  * Page in unknown state. Do nothing.
624  */
625 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
626 {
627         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
628         return MF_FAILED;
629 }
630
631 /*
632  * Clean (or cleaned) page cache page.
633  */
634 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
635 {
636         struct address_space *mapping;
637
638         delete_from_lru_cache(p);
639
640         /*
641          * For anonymous pages we're done the only reference left
642          * should be the one m_f() holds.
643          */
644         if (PageAnon(p))
645                 return MF_RECOVERED;
646
647         /*
648          * Now truncate the page in the page cache. This is really
649          * more like a "temporary hole punch"
650          * Don't do this for block devices when someone else
651          * has a reference, because it could be file system metadata
652          * and that's not safe to truncate.
653          */
654         mapping = page_mapping(p);
655         if (!mapping) {
656                 /*
657                  * Page has been teared down in the meanwhile
658                  */
659                 return MF_FAILED;
660         }
661
662         /*
663          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
664          *
665          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
666          */
667         return truncate_error_page(p, pfn, mapping);
668 }
669
670 /*
671  * Dirty pagecache page
672  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
673  * propagated.
674  */
675 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
676 {
677         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
678
679         SetPageError(p);
680         /* TBD: print more information about the file. */
681         if (mapping) {
682                 /*
683                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
684                  * who check the mapping.
685                  * This way the application knows that something went
686                  * wrong with its dirty file data.
687                  *
688                  * There's one open issue:
689                  *
690                  * The EIO will be only reported on the next IO
691                  * operation and then cleared through the IO map.
692                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
693                  * first through the AS_EIO flag in the address space
694                  * and then through the PageError flag in the page.
695                  * Since we drop pages on memory failure handling the
696                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
697                  *
698                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
699                  * the first operation that returns an error, while
700                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
701                  * when the page is reread or dropped.  If an
702                  * application assumes it will always get error on
703                  * fsync, but does other operations on the fd before
704                  * and the page is dropped between then the error
705                  * will not be properly reported.
706                  *
707                  * This can already happen even without hwpoisoned
708                  * pages: first on metadata IO errors (which only
709                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
710                  * at the wrong time.
711                  *
712                  * So right now we assume that the application DTRT on
713                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
714                  * of the kernel.
715                  */
716                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
717         }
718
719         return me_pagecache_clean(p, pfn);
720 }
721
722 /*
723  * Clean and dirty swap cache.
724  *
725  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
726  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
727  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
728  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
729  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
730  * and then
731  *      - clear dirty bit to prevent IO
732  *      - remove from LRU
733  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
734  *        a later page fault, we know the application is accessing
735  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
736  *        interception code in do_swap_page to catch it).
737  *
738  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
739  * bring in the known good data from disk.
740  */
741 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
742 {
743         ClearPageDirty(p);
744         /* Trigger EIO in shmem: */
745         ClearPageUptodate(p);
746
747         if (!delete_from_lru_cache(p))
748                 return MF_DELAYED;
749         else
750                 return MF_FAILED;
751 }
752
753 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
754 {
755         delete_from_swap_cache(p);
756
757         if (!delete_from_lru_cache(p))
758                 return MF_RECOVERED;
759         else
760                 return MF_FAILED;
761 }
762
763 /*
764  * Huge pages. Needs work.
765  * Issues:
766  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
767  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
768  */
769 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
770 {
771         int res = 0;
772         struct page *hpage = compound_head(p);
773         struct address_space *mapping;
774
775         if (!PageHuge(hpage))
776                 return MF_DELAYED;
777
778         mapping = page_mapping(hpage);
779         if (mapping) {
780                 res = truncate_error_page(hpage, pfn, mapping);
781         } else {
782                 unlock_page(hpage);
783                 /*
784                  * migration entry prevents later access on error anonymous
785                  * hugepage, so we can free and dissolve it into buddy to
786                  * save healthy subpages.
787                  */
788                 if (PageAnon(hpage))
789                         put_page(hpage);
790                 dissolve_free_huge_page(p);
791                 res = MF_RECOVERED;
792                 lock_page(hpage);
793         }
794
795         return res;
796 }
797
798 /*
799  * Various page states we can handle.
800  *
801  * A page state is defined by its current page->flags bits.
802  * The table matches them in order and calls the right handler.
803  *
804  * This is quite tricky because we can access page at any time
805  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
806  *
807  * This is not complete. More states could be added.
808  * For any missing state don't attempt recovery.
809  */
810
811 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
812 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
813 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
814 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
815 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
816 #define lru             (1UL << PG_lru)
817 #define head            (1UL << PG_head)
818 #define slab            (1UL << PG_slab)
819 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
820
821 static struct page_state {
822         unsigned long mask;
823         unsigned long res;
824         enum mf_action_page_type type;
825         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
826 } error_states[] = {
827         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
828         /*
829          * free pages are specially detected outside this table:
830          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
831          */
832
833         /*
834          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
835          * currently unused objects without touching them. But just
836          * treat it as standard kernel for now.
837          */
838         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
839
840         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
841
842         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
843         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
844
845         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
846         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
847
848         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
849         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
850
851         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
852         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
853
854         /*
855          * Catchall entry: must be at end.
856          */
857         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
858 };
859
860 #undef dirty
861 #undef sc
862 #undef unevict
863 #undef mlock
864 #undef writeback
865 #undef lru
866 #undef head
867 #undef slab
868 #undef reserved
869
870 /*
871  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
872  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
873  */
874 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
875                           enum mf_result result)
876 {
877         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
878
879         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
880                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
881 }
882
883 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
884                         unsigned long pfn)
885 {
886         int result;
887         int count;
888
889         result = ps->action(p, pfn);
890
891         count = page_count(p) - 1;
892         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
893                 count--;
894         if (count > 0) {
895                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
896                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
897                 result = MF_FAILED;
898         }
899         action_result(pfn, ps->type, result);
900
901         /* Could do more checks here if page looks ok */
902         /*
903          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
904          */
905
906         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
907 }
908
909 /**
910  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
911  * @page:       raw error page (hit by memory error)
912  *
913  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
914  * non-zero value.)
915  */
916 int get_hwpoison_page(struct page *page)
917 {
918         struct page *head = compound_head(page);
919
920         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
921                 /*
922                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
923                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
924                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
925                  * tries to touch the "partially handled" page.
926                  */
927                 if (!PageAnon(head)) {
928                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
929                                 page_to_pfn(page));
930                         return 0;
931                 }
932         }
933
934         if (get_page_unless_zero(head)) {
935                 if (head == compound_head(page))
936                         return 1;
937
938                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
939                         page_to_pfn(page));
940                 put_page(head);
941         }
942
943         return 0;
944 }
945 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
946
947 /*
948  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
949  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
950  */
951 static bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
952                                   int flags, struct page **hpagep)
953 {
954         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
955         struct address_space *mapping;
956         LIST_HEAD(tokill);
957         bool unmap_success = true;
958         int kill = 1, forcekill;
959         struct page *hpage = *hpagep;
960         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
961
962         /*
963          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
964          * other types of pages.
965          */
966         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
967                 return true;
968         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
969                 return true;
970
971         /*
972          * This check implies we don't kill processes if their pages
973          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
974          */
975         if (!page_mapped(hpage))
976                 return true;
977
978         if (PageKsm(p)) {
979                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
980                 return false;
981         }
982
983         if (PageSwapCache(p)) {
984                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
985                         pfn);
986                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
987         }
988
989         /*
990          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
991          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
992          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
993          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
994          */
995         mapping = page_mapping(hpage);
996         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
997             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
998                 if (page_mkclean(hpage)) {
999                         SetPageDirty(hpage);
1000                 } else {
1001                         kill = 0;
1002                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1003                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
1004                                 pfn);
1005                 }
1006         }
1007
1008         /*
1009          * First collect all the processes that have the page
1010          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1011          * because ttu takes the rmap data structures down.
1012          *
1013          * Error handling: We ignore errors here because
1014          * there's nothing that can be done.
1015          */
1016         if (kill)
1017                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1018
1019         if (!PageHuge(hpage)) {
1020                 unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
1021         } else {
1022                 /*
1023                  * For hugetlb pages, try_to_unmap could potentially call
1024                  * huge_pmd_unshare.  Because of this, take semaphore in
1025                  * write mode here and set TTU_RMAP_LOCKED to indicate we
1026                  * have taken the lock at this higer level.
1027                  *
1028                  * Note that the call to hugetlb_page_mapping_lock_write
1029                  * is necessary even if mapping is already set.  It handles
1030                  * ugliness of potentially having to drop page lock to obtain
1031                  * i_mmap_rwsem.
1032                  */
1033                 mapping = hugetlb_page_mapping_lock_write(hpage);
1034
1035                 if (mapping) {
1036                         unmap_success = try_to_unmap(hpage,
1037                                                      ttu|TTU_RMAP_LOCKED);
1038                         i_mmap_unlock_write(mapping);
1039                 } else {
1040                         pr_info("Memory failure: %#lx: could not find mapping for mapped huge page\n",
1041                                 pfn);
1042                         unmap_success = false;
1043                 }
1044         }
1045         if (!unmap_success)
1046                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1047                        pfn, page_mapcount(hpage));
1048
1049         /*
1050          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
1051          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
1052          */
1053         if (mlocked)
1054                 shake_page(hpage, 0);
1055
1056         /*
1057          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1058          * struct page and all unmaps done we can decide if
1059          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1060          * was dirty or the process is not restartable,
1061          * otherwise the tokill list is merely
1062          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1063          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1064          * any accesses to the poisoned memory.
1065          */
1066         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1067         kill_procs(&tokill, forcekill, !unmap_success, pfn, flags);
1068
1069         return unmap_success;
1070 }
1071
1072 static int identify_page_state(unsigned long pfn, struct page *p,
1073                                 unsigned long page_flags)
1074 {
1075         struct page_state *ps;
1076
1077         /*
1078          * The first check uses the current page flags which may not have any
1079          * relevant information. The second check with the saved page flags is
1080          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1081          */
1082         for (ps = error_states;; ps++)
1083                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1084                         break;
1085
1086         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1087
1088         if (!ps->mask)
1089                 for (ps = error_states;; ps++)
1090                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1091                                 break;
1092         return page_action(ps, p, pfn);
1093 }
1094
1095 static int memory_failure_hugetlb(unsigned long pfn, int flags)
1096 {
1097         struct page *p = pfn_to_page(pfn);
1098         struct page *head = compound_head(p);
1099         int res;
1100         unsigned long page_flags;
1101
1102         if (TestSetPageHWPoison(head)) {
1103                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1104                        pfn);
1105                 return 0;
1106         }
1107
1108         num_poisoned_pages_inc();
1109
1110         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1111                 /*
1112                  * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1113                  */
1114                 lock_page(head);
1115                 if (PageHWPoison(head)) {
1116                         if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1117                             || (p != head && TestSetPageHWPoison(head))) {
1118                                 num_poisoned_pages_dec();
1119                                 unlock_page(head);
1120                                 return 0;
1121                         }
1122                 }
1123                 unlock_page(head);
1124                 dissolve_free_huge_page(p);
1125                 action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE, MF_DELAYED);
1126                 return 0;
1127         }
1128
1129         lock_page(head);
1130         page_flags = head->flags;
1131
1132         if (!PageHWPoison(head)) {
1133                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1134                 num_poisoned_pages_dec();
1135                 unlock_page(head);
1136                 put_hwpoison_page(head);
1137                 return 0;
1138         }
1139
1140         /*
1141          * TODO: hwpoison for pud-sized hugetlb doesn't work right now, so
1142          * simply disable it. In order to make it work properly, we need
1143          * make sure that:
1144          *  - conversion of a pud that maps an error hugetlb into hwpoison
1145          *    entry properly works, and
1146          *  - other mm code walking over page table is aware of pud-aligned
1147          *    hwpoison entries.
1148          */
1149         if (huge_page_size(page_hstate(head)) > PMD_SIZE) {
1150                 action_result(pfn, MF_MSG_NON_PMD_HUGE, MF_IGNORED);
1151                 res = -EBUSY;
1152                 goto out;
1153         }
1154
1155         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &head)) {
1156                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1157                 res = -EBUSY;
1158                 goto out;
1159         }
1160
1161         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1162 out:
1163         unlock_page(head);
1164         return res;
1165 }
1166
1167 static int memory_failure_dev_pagemap(unsigned long pfn, int flags,
1168                 struct dev_pagemap *pgmap)
1169 {
1170         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1171         const bool unmap_success = true;
1172         unsigned long size = 0;
1173         struct to_kill *tk;
1174         LIST_HEAD(tokill);
1175         int rc = -EBUSY;
1176         loff_t start;
1177         dax_entry_t cookie;
1178
1179         /*
1180          * Prevent the inode from being freed while we are interrogating
1181          * the address_space, typically this would be handled by
1182          * lock_page(), but dax pages do not use the page lock. This
1183          * also prevents changes to the mapping of this pfn until
1184          * poison signaling is complete.
1185          */
1186         cookie = dax_lock_page(page);
1187         if (!cookie)
1188                 goto out;
1189
1190         if (hwpoison_filter(page)) {
1191                 rc = 0;
1192                 goto unlock;
1193         }
1194
1195         if (pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE) {
1196                 /*
1197                  * TODO: Handle HMM pages which may need coordination
1198                  * with device-side memory.
1199                  */
1200                 goto unlock;
1201         }
1202
1203         /*
1204          * Use this flag as an indication that the dax page has been
1205          * remapped UC to prevent speculative consumption of poison.
1206          */
1207         SetPageHWPoison(page);
1208
1209         /*
1210          * Unlike System-RAM there is no possibility to swap in a
1211          * different physical page at a given virtual address, so all
1212          * userspace consumption of ZONE_DEVICE memory necessitates
1213          * SIGBUS (i.e. MF_MUST_KILL)
1214          */
1215         flags |= MF_ACTION_REQUIRED | MF_MUST_KILL;
1216         collect_procs(page, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1217
1218         list_for_each_entry(tk, &tokill, nd)
1219                 if (tk->size_shift)
1220                         size = max(size, 1UL << tk->size_shift);
1221         if (size) {
1222                 /*
1223                  * Unmap the largest mapping to avoid breaking up
1224                  * device-dax mappings which are constant size. The
1225                  * actual size of the mapping being torn down is
1226                  * communicated in siginfo, see kill_proc()
1227                  */
1228                 start = (page->index << PAGE_SHIFT) & ~(size - 1);
1229                 unmap_mapping_range(page->mapping, start, start + size, 0);
1230         }
1231         kill_procs(&tokill, flags & MF_MUST_KILL, !unmap_success, pfn, flags);
1232         rc = 0;
1233 unlock:
1234         dax_unlock_page(page, cookie);
1235 out:
1236         /* drop pgmap ref acquired in caller */
1237         put_dev_pagemap(pgmap);
1238         action_result(pfn, MF_MSG_DAX, rc ? MF_FAILED : MF_RECOVERED);
1239         return rc;
1240 }
1241
1242 /**
1243  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1244  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1245  * @flags: fine tune action taken
1246  *
1247  * This function is called by the low level machine check code
1248  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1249  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1250  * dropping pages, killing processes etc.
1251  *
1252  * The function is primarily of use for corruptions that
1253  * happen outside the current execution context (e.g. when
1254  * detected by a background scrubber)
1255  *
1256  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1257  * enabled and no spinlocks hold.
1258  */
1259 int memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
1260 {
1261         struct page *p;
1262         struct page *hpage;
1263         struct page *orig_head;
1264         struct dev_pagemap *pgmap;
1265         int res;
1266         unsigned long page_flags;
1267
1268         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1269                 panic("Memory failure on page %lx", pfn);
1270
1271         p = pfn_to_online_page(pfn);
1272         if (!p) {
1273                 if (pfn_valid(pfn)) {
1274                         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
1275                         if (pgmap)
1276                                 return memory_failure_dev_pagemap(pfn, flags,
1277                                                                   pgmap);
1278                 }
1279                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1280                         pfn);
1281                 return -ENXIO;
1282         }
1283
1284         if (PageHuge(p))
1285                 return memory_failure_hugetlb(pfn, flags);
1286         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1287                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1288                         pfn);
1289                 return 0;
1290         }
1291
1292         orig_head = hpage = compound_head(p);
1293         num_poisoned_pages_inc();
1294
1295         /*
1296          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1297          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1298          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1299          * 2) it's part of a non-compound high order page.
1300          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1301          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1302          *    used and will be freed some time later.
1303          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1304          * that may make page_ref_freeze()/page_ref_unfreeze() mismatch.
1305          */
1306         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1307                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1308                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1309                         return 0;
1310                 } else {
1311                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1312                         return -EBUSY;
1313                 }
1314         }
1315
1316         if (PageTransHuge(hpage)) {
1317                 lock_page(p);
1318                 if (!PageAnon(p) || unlikely(split_huge_page(p))) {
1319                         unlock_page(p);
1320                         if (!PageAnon(p))
1321                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1322                                         pfn);
1323                         else
1324                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1325                                         pfn);
1326                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1327                                 num_poisoned_pages_dec();
1328                         put_hwpoison_page(p);
1329                         return -EBUSY;
1330                 }
1331                 unlock_page(p);
1332                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1333                 hpage = compound_head(p);
1334         }
1335
1336         /*
1337          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1338          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1339          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1340          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1341          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1342          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1343          */
1344         shake_page(p, 0);
1345         /* shake_page could have turned it free. */
1346         if (!PageLRU(p) && is_free_buddy_page(p)) {
1347                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1348                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1349                 else
1350                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND, MF_DELAYED);
1351                 return 0;
1352         }
1353
1354         lock_page(p);
1355
1356         /*
1357          * The page could have changed compound pages during the locking.
1358          * If this happens just bail out.
1359          */
1360         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1361                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1362                 res = -EBUSY;
1363                 goto out;
1364         }
1365
1366         /*
1367          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1368          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1369          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1370          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1371          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1372          */
1373         if (PageHuge(p))
1374                 page_flags = hpage->flags;
1375         else
1376                 page_flags = p->flags;
1377
1378         /*
1379          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1380          */
1381         if (!PageHWPoison(p)) {
1382                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1383                 num_poisoned_pages_dec();
1384                 unlock_page(p);
1385                 put_hwpoison_page(p);
1386                 return 0;
1387         }
1388         if (hwpoison_filter(p)) {
1389                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1390                         num_poisoned_pages_dec();
1391                 unlock_page(p);
1392                 put_hwpoison_page(p);
1393                 return 0;
1394         }
1395
1396         if (!PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1397                 goto identify_page_state;
1398
1399         /*
1400          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1401          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1402          */
1403         wait_on_page_writeback(p);
1404
1405         /*
1406          * Now take care of user space mappings.
1407          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1408          *
1409          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1410          * page after thp split.
1411          */
1412         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &hpage)) {
1413                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1414                 res = -EBUSY;
1415                 goto out;
1416         }
1417
1418         /*
1419          * Torn down by someone else?
1420          */
1421         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1422                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1423                 res = -EBUSY;
1424                 goto out;
1425         }
1426
1427 identify_page_state:
1428         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1429 out:
1430         unlock_page(p);
1431         return res;
1432 }
1433 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1434
1435 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1436 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1437
1438 struct memory_failure_entry {
1439         unsigned long pfn;
1440         int flags;
1441 };
1442
1443 struct memory_failure_cpu {
1444         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1445                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1446         spinlock_t lock;
1447         struct work_struct work;
1448 };
1449
1450 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1451
1452 /**
1453  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1454  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1455  * @flags: Flags for memory failure handling
1456  *
1457  * This function is called by the low level hardware error handler
1458  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1459  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1460  * processes etc.
1461  *
1462  * The function is primarily of use for corruptions that
1463  * happen outside the current execution context (e.g. when
1464  * detected by a background scrubber)
1465  *
1466  * Can run in IRQ context.
1467  */
1468 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
1469 {
1470         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1471         unsigned long proc_flags;
1472         struct memory_failure_entry entry = {
1473                 .pfn =          pfn,
1474                 .flags =        flags,
1475         };
1476
1477         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1478         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1479         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1480                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1481         else
1482                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1483                        pfn);
1484         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1485         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1486 }
1487 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1488
1489 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1490 {
1491         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1492         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1493         unsigned long proc_flags;
1494         int gotten;
1495
1496         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1497         for (;;) {
1498                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1499                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1500                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1501                 if (!gotten)
1502                         break;
1503                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1504                         soft_offline_page(entry.pfn, entry.flags);
1505                 else
1506                         memory_failure(entry.pfn, entry.flags);
1507         }
1508 }
1509
1510 static int __init memory_failure_init(void)
1511 {
1512         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1513         int cpu;
1514
1515         for_each_possible_cpu(cpu) {
1516                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1517                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1518                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1519                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1520         }
1521
1522         return 0;
1523 }
1524 core_initcall(memory_failure_init);
1525
1526 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1527 ({                                                      \
1528         if (__ratelimit(rs))                            \
1529                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1530 })
1531
1532 /**
1533  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1534  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1535  *
1536  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1537  * memory_failure() earlier.
1538  *
1539  * This is only done on the software-level, so it only works
1540  * for linux injected failures, not real hardware failures
1541  *
1542  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1543  */
1544 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1545 {
1546         struct page *page;
1547         struct page *p;
1548         int freeit = 0;
1549         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1550                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1551
1552         if (!pfn_valid(pfn))
1553                 return -ENXIO;
1554
1555         p = pfn_to_page(pfn);
1556         page = compound_head(p);
1557
1558         if (!PageHWPoison(p)) {
1559                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1560                                  pfn, &unpoison_rs);
1561                 return 0;
1562         }
1563
1564         if (page_count(page) > 1) {
1565                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1566                                  pfn, &unpoison_rs);
1567                 return 0;
1568         }
1569
1570         if (page_mapped(page)) {
1571                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1572                                  pfn, &unpoison_rs);
1573                 return 0;
1574         }
1575
1576         if (page_mapping(page)) {
1577                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1578                                  pfn, &unpoison_rs);
1579                 return 0;
1580         }
1581
1582         /*
1583          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1584          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1585          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1586          */
1587         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1588                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1589                                  pfn, &unpoison_rs);
1590                 return 0;
1591         }
1592
1593         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1594                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1595                         num_poisoned_pages_dec();
1596                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1597                                  pfn, &unpoison_rs);
1598                 return 0;
1599         }
1600
1601         lock_page(page);
1602         /*
1603          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1604          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1605          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1606          * the free buddy page pool.
1607          */
1608         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1609                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1610                                  pfn, &unpoison_rs);
1611                 num_poisoned_pages_dec();
1612                 freeit = 1;
1613         }
1614         unlock_page(page);
1615
1616         put_hwpoison_page(page);
1617         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1618                 put_hwpoison_page(page);
1619
1620         return 0;
1621 }
1622 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1623
1624 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private)
1625 {
1626         int nid = page_to_nid(p);
1627
1628         return new_page_nodemask(p, nid, &node_states[N_MEMORY]);
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1633  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1634  * that is not free, and 1 for any other page type.
1635  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1636  */
1637 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1638 {
1639         int ret;
1640
1641         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1642                 return 1;
1643
1644         /*
1645          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1646          * from free hugepage list.
1647          */
1648         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1649                 if (PageHuge(p)) {
1650                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1651                         ret = 0;
1652                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1653                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1654                         ret = 0;
1655                 } else {
1656                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1657                                 __func__, pfn, p->flags);
1658                         ret = -EIO;
1659                 }
1660         } else {
1661                 /* Not a free page */
1662                 ret = 1;
1663         }
1664         return ret;
1665 }
1666
1667 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1668 {
1669         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1670
1671         if (ret == 1 && !PageHuge(page) &&
1672             !PageLRU(page) && !__PageMovable(page)) {
1673                 /*
1674                  * Try to free it.
1675                  */
1676                 put_hwpoison_page(page);
1677                 shake_page(page, 1);
1678
1679                 /*
1680                  * Did it turn free?
1681                  */
1682                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1683                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1684                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1685                         put_hwpoison_page(page);
1686                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx (%pGp)\n",
1687                                 pfn, page->flags, &page->flags);
1688                         return -EIO;
1689                 }
1690         }
1691         return ret;
1692 }
1693
1694 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1695 {
1696         int ret;
1697         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1698         struct page *hpage = compound_head(page);
1699         LIST_HEAD(pagelist);
1700
1701         /*
1702          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1703          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1704          */
1705         lock_page(hpage);
1706         if (PageHWPoison(hpage)) {
1707                 unlock_page(hpage);
1708                 put_hwpoison_page(hpage);
1709                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1710                 return -EBUSY;
1711         }
1712         unlock_page(hpage);
1713
1714         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1715         /*
1716          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1717          * so need to drop one here.
1718          */
1719         put_hwpoison_page(hpage);
1720         if (!ret) {
1721                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1722                 return -EBUSY;
1723         }
1724
1725         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1726                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1727         if (ret) {
1728                 pr_info("soft offline: %#lx: hugepage migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1729                         pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1730                 if (!list_empty(&pagelist))
1731                         putback_movable_pages(&pagelist);
1732                 if (ret > 0)
1733                         ret = -EIO;
1734         } else {
1735                 /*
1736                  * We set PG_hwpoison only when the migration source hugepage
1737                  * was successfully dissolved, because otherwise hwpoisoned
1738                  * hugepage remains on free hugepage list, then userspace will
1739                  * find it as SIGBUS by allocation failure. That's not expected
1740                  * in soft-offlining.
1741                  */
1742                 ret = dissolve_free_huge_page(page);
1743                 if (!ret) {
1744                         if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1745                                 num_poisoned_pages_inc();
1746                         else
1747                                 ret = -EBUSY;
1748                 }
1749         }
1750         return ret;
1751 }
1752
1753 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1754 {
1755         int ret;
1756         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1757
1758         /*
1759          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1760          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1761          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1762          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1763          */
1764         lock_page(page);
1765         wait_on_page_writeback(page);
1766         if (PageHWPoison(page)) {
1767                 unlock_page(page);
1768                 put_hwpoison_page(page);
1769                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1770                 return -EBUSY;
1771         }
1772         /*
1773          * Try to invalidate first. This should work for
1774          * non dirty unmapped page cache pages.
1775          */
1776         ret = invalidate_inode_page(page);
1777         unlock_page(page);
1778         /*
1779          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1780          * would need to fix isolation locking first.
1781          */
1782         if (ret == 1) {
1783                 put_hwpoison_page(page);
1784                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1785                 SetPageHWPoison(page);
1786                 num_poisoned_pages_inc();
1787                 return 0;
1788         }
1789
1790         /*
1791          * Simple invalidation didn't work.
1792          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1793          * handles a large number of cases for us.
1794          */
1795         if (PageLRU(page))
1796                 ret = isolate_lru_page(page);
1797         else
1798                 ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1799         /*
1800          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1801          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1802          */
1803         put_hwpoison_page(page);
1804         if (!ret) {
1805                 LIST_HEAD(pagelist);
1806                 /*
1807                  * After isolated lru page, the PageLRU will be cleared,
1808                  * so use !__PageMovable instead for LRU page's mapping
1809                  * cannot have PAGE_MAPPING_MOVABLE.
1810                  */
1811                 if (!__PageMovable(page))
1812                         inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1813                                                 page_is_file_cache(page));
1814                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1815                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1816                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1817                 if (ret) {
1818                         if (!list_empty(&pagelist))
1819                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1820
1821                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1822                                 pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1823                         if (ret > 0)
1824                                 ret = -EIO;
1825                 }
1826         } else {
1827                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx (%pGp)\n",
1828                         pfn, ret, page_count(page), page->flags, &page->flags);
1829         }
1830         return ret;
1831 }
1832
1833 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1834 {
1835         int ret;
1836         int mt;
1837         struct page *hpage = compound_head(page);
1838
1839         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1840                 lock_page(page);
1841                 if (!PageAnon(page) || unlikely(split_huge_page(page))) {
1842                         unlock_page(page);
1843                         if (!PageAnon(page))
1844                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1845                         else
1846                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1847                         put_hwpoison_page(page);
1848                         return -EBUSY;
1849                 }
1850                 unlock_page(page);
1851         }
1852
1853         /*
1854          * Setting MIGRATE_ISOLATE here ensures that the page will be linked
1855          * to free list immediately (not via pcplist) when released after
1856          * successful page migration. Otherwise we can't guarantee that the
1857          * page is really free after put_page() returns, so
1858          * set_hwpoison_free_buddy_page() highly likely fails.
1859          */
1860         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1861         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
1862         if (PageHuge(page))
1863                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1864         else
1865                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1866         set_pageblock_migratetype(page, mt);
1867         return ret;
1868 }
1869
1870 static int soft_offline_free_page(struct page *page)
1871 {
1872         int rc = dissolve_free_huge_page(page);
1873
1874         if (!rc) {
1875                 if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1876                         num_poisoned_pages_inc();
1877                 else
1878                         rc = -EBUSY;
1879         }
1880         return rc;
1881 }
1882
1883 /**
1884  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1885  * @pfn: pfn to soft-offline
1886  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1887  *
1888  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1889  *
1890  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1891  * without killing anything. This is for the case when
1892  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1893  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1894  * out.
1895  *
1896  * The actual policy on when to do that is maintained by
1897  * user space.
1898  *
1899  * This should never impact any application or cause data loss,
1900  * however it might take some time.
1901  *
1902  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1903  * ``good enough'' for the majority of memory.
1904  */
1905 int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags)
1906 {
1907         int ret;
1908         struct page *page;
1909
1910         if (!pfn_valid(pfn))
1911                 return -ENXIO;
1912         /* Only online pages can be soft-offlined (esp., not ZONE_DEVICE). */
1913         page = pfn_to_online_page(pfn);
1914         if (!page)
1915                 return -EIO;
1916
1917         if (PageHWPoison(page)) {
1918                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1919                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1920                         put_hwpoison_page(page);
1921                 return -EBUSY;
1922         }
1923
1924         get_online_mems();
1925         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1926         put_online_mems();
1927
1928         if (ret > 0)
1929                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1930         else if (ret == 0)
1931                 ret = soft_offline_free_page(page);
1932
1933         return ret;
1934 }