Merge branch 'work.misc' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/viro/vfs
[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 static bool page_handle_poison(struct page *page, bool hugepage_or_freepage, bool release)
69 {
70         if (hugepage_or_freepage) {
71                 /*
72                  * Doing this check for free pages is also fine since dissolve_free_huge_page
73                  * returns 0 for non-hugetlb pages as well.
74                  */
75                 if (dissolve_free_huge_page(page) || !take_page_off_buddy(page))
76                         /*
77                          * We could fail to take off the target page from buddy
78                          * for example due to racy page allocaiton, but that's
79                          * acceptable because soft-offlined page is not broken
80                          * and if someone really want to use it, they should
81                          * take it.
82                          */
83                         return false;
84         }
85
86         SetPageHWPoison(page);
87         if (release)
88                 put_page(page);
89         page_ref_inc(page);
90         num_poisoned_pages_inc();
91
92         return true;
93 }
94
95 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
96
97 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
98 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
99 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
100 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
101 u64 hwpoison_filter_flags_value;
102 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
103 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
104 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
105 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
106 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
107
108 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
109 {
110         struct address_space *mapping;
111         dev_t dev;
112
113         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
114             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
115                 return 0;
116
117         /*
118          * page_mapping() does not accept slab pages.
119          */
120         if (PageSlab(p))
121                 return -EINVAL;
122
123         mapping = page_mapping(p);
124         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
125                 return -EINVAL;
126
127         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
128         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
129             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
130                 return -EINVAL;
131         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
132             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
133                 return -EINVAL;
134
135         return 0;
136 }
137
138 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
139 {
140         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
141                 return 0;
142
143         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
144                                     hwpoison_filter_flags_value)
145                 return 0;
146         else
147                 return -EINVAL;
148 }
149
150 /*
151  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
152  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
153  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
154  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
155  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
156  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
157  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
158  * a freed page.
159  */
160 #ifdef CONFIG_MEMCG
161 u64 hwpoison_filter_memcg;
162 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
163 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
164 {
165         if (!hwpoison_filter_memcg)
166                 return 0;
167
168         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
169                 return -EINVAL;
170
171         return 0;
172 }
173 #else
174 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
175 #endif
176
177 int hwpoison_filter(struct page *p)
178 {
179         if (!hwpoison_filter_enable)
180                 return 0;
181
182         if (hwpoison_filter_dev(p))
183                 return -EINVAL;
184
185         if (hwpoison_filter_flags(p))
186                 return -EINVAL;
187
188         if (hwpoison_filter_task(p))
189                 return -EINVAL;
190
191         return 0;
192 }
193 #else
194 int hwpoison_filter(struct page *p)
195 {
196         return 0;
197 }
198 #endif
199
200 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
201
202 /*
203  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
204  * the page.
205  *
206  * General strategy:
207  * Find all processes having the page mapped and kill them.
208  * But we keep a page reference around so that the page is not
209  * actually freed yet.
210  * Then stash the page away
211  *
212  * There's no convenient way to get back to mapped processes
213  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
214  * running processes.
215  *
216  * Remember that machine checks are not common (or rather
217  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
218  * be a performance issue.
219  *
220  * Also there are some races possible while we get from the
221  * error detection to actually handle it.
222  */
223
224 struct to_kill {
225         struct list_head nd;
226         struct task_struct *tsk;
227         unsigned long addr;
228         short size_shift;
229 };
230
231 /*
232  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
233  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
234  * ``action required'' if error happened in current execution context
235  */
236 static int kill_proc(struct to_kill *tk, unsigned long pfn, int flags)
237 {
238         struct task_struct *t = tk->tsk;
239         short addr_lsb = tk->size_shift;
240         int ret = 0;
241
242         pr_err("Memory failure: %#lx: Sending SIGBUS to %s:%d due to hardware memory corruption\n",
243                         pfn, t->comm, t->pid);
244
245         if (flags & MF_ACTION_REQUIRED) {
246                 WARN_ON_ONCE(t != current);
247                 ret = force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR,
248                                          (void __user *)tk->addr, addr_lsb);
249         } else {
250                 /*
251                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
252                  * can be temporarily blocked.
253                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
254                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
255                  */
256                 ret = send_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AO, (void __user *)tk->addr,
257                                       addr_lsb, t);  /* synchronous? */
258         }
259         if (ret < 0)
260                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
261                         t->comm, t->pid, ret);
262         return ret;
263 }
264
265 /*
266  * Unknown page type encountered. Try to check whether it can turn PageLRU by
267  * lru_add_drain_all, or a free page by reclaiming slabs when possible.
268  */
269 void shake_page(struct page *p, int access)
270 {
271         if (PageHuge(p))
272                 return;
273
274         if (!PageSlab(p)) {
275                 lru_add_drain_all();
276                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
277                         return;
278         }
279
280         /*
281          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
282          * other caches) if access is not potentially fatal.
283          */
284         if (access)
285                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
286 }
287 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
288
289 static unsigned long dev_pagemap_mapping_shift(struct page *page,
290                 struct vm_area_struct *vma)
291 {
292         unsigned long address = vma_address(page, vma);
293         pgd_t *pgd;
294         p4d_t *p4d;
295         pud_t *pud;
296         pmd_t *pmd;
297         pte_t *pte;
298
299         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, address);
300         if (!pgd_present(*pgd))
301                 return 0;
302         p4d = p4d_offset(pgd, address);
303         if (!p4d_present(*p4d))
304                 return 0;
305         pud = pud_offset(p4d, address);
306         if (!pud_present(*pud))
307                 return 0;
308         if (pud_devmap(*pud))
309                 return PUD_SHIFT;
310         pmd = pmd_offset(pud, address);
311         if (!pmd_present(*pmd))
312                 return 0;
313         if (pmd_devmap(*pmd))
314                 return PMD_SHIFT;
315         pte = pte_offset_map(pmd, address);
316         if (!pte_present(*pte))
317                 return 0;
318         if (pte_devmap(*pte))
319                 return PAGE_SHIFT;
320         return 0;
321 }
322
323 /*
324  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
325  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
326  */
327
328 /*
329  * Schedule a process for later kill.
330  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
331  */
332 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
333                        struct vm_area_struct *vma,
334                        struct list_head *to_kill)
335 {
336         struct to_kill *tk;
337
338         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
339         if (!tk) {
340                 pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
341                 return;
342         }
343
344         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
345         if (is_zone_device_page(p))
346                 tk->size_shift = dev_pagemap_mapping_shift(p, vma);
347         else
348                 tk->size_shift = page_shift(compound_head(p));
349
350         /*
351          * Send SIGKILL if "tk->addr == -EFAULT". Also, as
352          * "tk->size_shift" is always non-zero for !is_zone_device_page(),
353          * so "tk->size_shift == 0" effectively checks no mapping on
354          * ZONE_DEVICE. Indeed, when a devdax page is mmapped N times
355          * to a process' address space, it's possible not all N VMAs
356          * contain mappings for the page, but at least one VMA does.
357          * Only deliver SIGBUS with payload derived from the VMA that
358          * has a mapping for the page.
359          */
360         if (tk->addr == -EFAULT) {
361                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
362                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
363         } else if (tk->size_shift == 0) {
364                 kfree(tk);
365                 return;
366         }
367
368         get_task_struct(tsk);
369         tk->tsk = tsk;
370         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
371 }
372
373 /*
374  * Kill the processes that have been collected earlier.
375  *
376  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
377  * (this is used for clean pages which do not need killing)
378  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
379  * wrong earlier.
380  */
381 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, bool fail,
382                 unsigned long pfn, int flags)
383 {
384         struct to_kill *tk, *next;
385
386         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
387                 if (forcekill) {
388                         /*
389                          * In case something went wrong with munmapping
390                          * make sure the process doesn't catch the
391                          * signal and then access the memory. Just kill it.
392                          */
393                         if (fail || tk->addr == -EFAULT) {
394                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
395                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
396                                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV,
397                                                  tk->tsk, PIDTYPE_PID);
398                         }
399
400                         /*
401                          * In theory the process could have mapped
402                          * something else on the address in-between. We could
403                          * check for that, but we need to tell the
404                          * process anyways.
405                          */
406                         else if (kill_proc(tk, pfn, flags) < 0)
407                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
408                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
409                 }
410                 put_task_struct(tk->tsk);
411                 kfree(tk);
412         }
413 }
414
415 /*
416  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
417  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
418  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
419  *
420  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
421  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
422  */
423 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
424 {
425         struct task_struct *t;
426
427         for_each_thread(tsk, t) {
428                 if (t->flags & PF_MCE_PROCESS) {
429                         if (t->flags & PF_MCE_EARLY)
430                                 return t;
431                 } else {
432                         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
433                                 return t;
434                 }
435         }
436         return NULL;
437 }
438
439 /*
440  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
441  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
442  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
443  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
444  *
445  * Note that the above is true for Action Optional case, but not for Action
446  * Required case where SIGBUS should sent only to the current thread.
447  */
448 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
449                                            int force_early)
450 {
451         if (!tsk->mm)
452                 return NULL;
453         if (force_early) {
454                 /*
455                  * Comparing ->mm here because current task might represent
456                  * a subthread, while tsk always points to the main thread.
457                  */
458                 if (tsk->mm == current->mm)
459                         return current;
460                 else
461                         return NULL;
462         }
463         return find_early_kill_thread(tsk);
464 }
465
466 /*
467  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
468  */
469 static void collect_procs_anon(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 anon_vma *av;
475         pgoff_t pgoff;
476
477         av = page_lock_anon_vma_read(page);
478         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
479                 return;
480
481         pgoff = page_to_pgoff(page);
482         read_lock(&tasklist_lock);
483         for_each_process (tsk) {
484                 struct anon_vma_chain *vmac;
485                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
486
487                 if (!t)
488                         continue;
489                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
490                                                pgoff, pgoff) {
491                         vma = vmac->vma;
492                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
493                                 continue;
494                         if (vma->vm_mm == t->mm)
495                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill);
496                 }
497         }
498         read_unlock(&tasklist_lock);
499         page_unlock_anon_vma_read(av);
500 }
501
502 /*
503  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
504  */
505 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
506                                 int force_early)
507 {
508         struct vm_area_struct *vma;
509         struct task_struct *tsk;
510         struct address_space *mapping = page->mapping;
511         pgoff_t pgoff;
512
513         i_mmap_lock_read(mapping);
514         read_lock(&tasklist_lock);
515         pgoff = page_to_pgoff(page);
516         for_each_process(tsk) {
517                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
518
519                 if (!t)
520                         continue;
521                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
522                                       pgoff) {
523                         /*
524                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
525                          * the page but the corrupted page is not necessarily
526                          * mapped it in its pte.
527                          * Assume applications who requested early kill want
528                          * to be informed of all such data corruptions.
529                          */
530                         if (vma->vm_mm == t->mm)
531                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill);
532                 }
533         }
534         read_unlock(&tasklist_lock);
535         i_mmap_unlock_read(mapping);
536 }
537
538 /*
539  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
540  */
541 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
542                                 int force_early)
543 {
544         if (!page->mapping)
545                 return;
546
547         if (PageAnon(page))
548                 collect_procs_anon(page, tokill, force_early);
549         else
550                 collect_procs_file(page, tokill, force_early);
551 }
552
553 static const char *action_name[] = {
554         [MF_IGNORED] = "Ignored",
555         [MF_FAILED] = "Failed",
556         [MF_DELAYED] = "Delayed",
557         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
558 };
559
560 static const char * const action_page_types[] = {
561         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
562         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
563         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
564         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
565         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
566         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
567         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
568         [MF_MSG_NON_PMD_HUGE]           = "non-pmd-sized huge page",
569         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
570         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
571         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
572         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
573         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
574         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
575         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
576         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
577         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
578         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
579         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
580         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
581         [MF_MSG_DAX]                    = "dax page",
582         [MF_MSG_UNSPLIT_THP]            = "unsplit thp",
583         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
584 };
585
586 /*
587  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
588  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
589  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
590  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
591  */
592 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
593 {
594         if (!isolate_lru_page(p)) {
595                 /*
596                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
597                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
598                  */
599                 ClearPageActive(p);
600                 ClearPageUnevictable(p);
601
602                 /*
603                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
604                  * to uncharge it manually from its memcg.
605                  */
606                 mem_cgroup_uncharge(p);
607
608                 /*
609                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
610                  */
611                 put_page(p);
612                 return 0;
613         }
614         return -EIO;
615 }
616
617 static int truncate_error_page(struct page *p, unsigned long pfn,
618                                 struct address_space *mapping)
619 {
620         int ret = MF_FAILED;
621
622         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
623                 int err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
624
625                 if (err != 0) {
626                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
627                                 pfn, err);
628                 } else if (page_has_private(p) &&
629                            !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
630                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
631                                 pfn);
632                 } else {
633                         ret = MF_RECOVERED;
634                 }
635         } else {
636                 /*
637                  * If the file system doesn't support it just invalidate
638                  * This fails on dirty or anything with private pages
639                  */
640                 if (invalidate_inode_page(p))
641                         ret = MF_RECOVERED;
642                 else
643                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
644                                 pfn);
645         }
646
647         return ret;
648 }
649
650 /*
651  * Error hit kernel page.
652  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
653  * could be more sophisticated.
654  */
655 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
656 {
657         return MF_IGNORED;
658 }
659
660 /*
661  * Page in unknown state. Do nothing.
662  */
663 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
664 {
665         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
666         return MF_FAILED;
667 }
668
669 /*
670  * Clean (or cleaned) page cache page.
671  */
672 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
673 {
674         struct address_space *mapping;
675
676         delete_from_lru_cache(p);
677
678         /*
679          * For anonymous pages we're done the only reference left
680          * should be the one m_f() holds.
681          */
682         if (PageAnon(p))
683                 return MF_RECOVERED;
684
685         /*
686          * Now truncate the page in the page cache. This is really
687          * more like a "temporary hole punch"
688          * Don't do this for block devices when someone else
689          * has a reference, because it could be file system metadata
690          * and that's not safe to truncate.
691          */
692         mapping = page_mapping(p);
693         if (!mapping) {
694                 /*
695                  * Page has been teared down in the meanwhile
696                  */
697                 return MF_FAILED;
698         }
699
700         /*
701          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
702          *
703          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
704          */
705         return truncate_error_page(p, pfn, mapping);
706 }
707
708 /*
709  * Dirty pagecache page
710  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
711  * propagated.
712  */
713 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
714 {
715         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
716
717         SetPageError(p);
718         /* TBD: print more information about the file. */
719         if (mapping) {
720                 /*
721                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
722                  * who check the mapping.
723                  * This way the application knows that something went
724                  * wrong with its dirty file data.
725                  *
726                  * There's one open issue:
727                  *
728                  * The EIO will be only reported on the next IO
729                  * operation and then cleared through the IO map.
730                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
731                  * first through the AS_EIO flag in the address space
732                  * and then through the PageError flag in the page.
733                  * Since we drop pages on memory failure handling the
734                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
735                  *
736                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
737                  * the first operation that returns an error, while
738                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
739                  * when the page is reread or dropped.  If an
740                  * application assumes it will always get error on
741                  * fsync, but does other operations on the fd before
742                  * and the page is dropped between then the error
743                  * will not be properly reported.
744                  *
745                  * This can already happen even without hwpoisoned
746                  * pages: first on metadata IO errors (which only
747                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
748                  * at the wrong time.
749                  *
750                  * So right now we assume that the application DTRT on
751                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
752                  * of the kernel.
753                  */
754                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
755         }
756
757         return me_pagecache_clean(p, pfn);
758 }
759
760 /*
761  * Clean and dirty swap cache.
762  *
763  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
764  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
765  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
766  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
767  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
768  * and then
769  *      - clear dirty bit to prevent IO
770  *      - remove from LRU
771  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
772  *        a later page fault, we know the application is accessing
773  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
774  *        interception code in do_swap_page to catch it).
775  *
776  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
777  * bring in the known good data from disk.
778  */
779 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
780 {
781         ClearPageDirty(p);
782         /* Trigger EIO in shmem: */
783         ClearPageUptodate(p);
784
785         if (!delete_from_lru_cache(p))
786                 return MF_DELAYED;
787         else
788                 return MF_FAILED;
789 }
790
791 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
792 {
793         delete_from_swap_cache(p);
794
795         if (!delete_from_lru_cache(p))
796                 return MF_RECOVERED;
797         else
798                 return MF_FAILED;
799 }
800
801 /*
802  * Huge pages. Needs work.
803  * Issues:
804  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
805  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
806  */
807 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
808 {
809         int res;
810         struct page *hpage = compound_head(p);
811         struct address_space *mapping;
812
813         if (!PageHuge(hpage))
814                 return MF_DELAYED;
815
816         mapping = page_mapping(hpage);
817         if (mapping) {
818                 res = truncate_error_page(hpage, pfn, mapping);
819         } else {
820                 res = MF_FAILED;
821                 unlock_page(hpage);
822                 /*
823                  * migration entry prevents later access on error anonymous
824                  * hugepage, so we can free and dissolve it into buddy to
825                  * save healthy subpages.
826                  */
827                 if (PageAnon(hpage))
828                         put_page(hpage);
829                 if (!dissolve_free_huge_page(p) && take_page_off_buddy(p)) {
830                         page_ref_inc(p);
831                         res = MF_RECOVERED;
832                 }
833                 lock_page(hpage);
834         }
835
836         return res;
837 }
838
839 /*
840  * Various page states we can handle.
841  *
842  * A page state is defined by its current page->flags bits.
843  * The table matches them in order and calls the right handler.
844  *
845  * This is quite tricky because we can access page at any time
846  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
847  *
848  * This is not complete. More states could be added.
849  * For any missing state don't attempt recovery.
850  */
851
852 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
853 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
854 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
855 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
856 #define lru             (1UL << PG_lru)
857 #define head            (1UL << PG_head)
858 #define slab            (1UL << PG_slab)
859 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
860
861 static struct page_state {
862         unsigned long mask;
863         unsigned long res;
864         enum mf_action_page_type type;
865         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
866 } error_states[] = {
867         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
868         /*
869          * free pages are specially detected outside this table:
870          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
871          */
872
873         /*
874          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
875          * currently unused objects without touching them. But just
876          * treat it as standard kernel for now.
877          */
878         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
879
880         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
881
882         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
883         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
884
885         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
886         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
887
888         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
889         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
890
891         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
892         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
893
894         /*
895          * Catchall entry: must be at end.
896          */
897         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
898 };
899
900 #undef dirty
901 #undef sc
902 #undef unevict
903 #undef mlock
904 #undef lru
905 #undef head
906 #undef slab
907 #undef reserved
908
909 /*
910  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
911  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
912  */
913 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
914                           enum mf_result result)
915 {
916         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
917
918         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
919                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
920 }
921
922 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
923                         unsigned long pfn)
924 {
925         int result;
926         int count;
927
928         result = ps->action(p, pfn);
929
930         count = page_count(p) - 1;
931         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
932                 count--;
933         if (count > 0) {
934                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
935                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
936                 result = MF_FAILED;
937         }
938         action_result(pfn, ps->type, result);
939
940         /* Could do more checks here if page looks ok */
941         /*
942          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
943          */
944
945         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
946 }
947
948 /**
949  * __get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
950  * @page:       raw error page (hit by memory error)
951  *
952  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
953  * non-zero value.)
954  */
955 static int __get_hwpoison_page(struct page *page)
956 {
957         struct page *head = compound_head(page);
958
959         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
960                 /*
961                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
962                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
963                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
964                  * tries to touch the "partially handled" page.
965                  */
966                 if (!PageAnon(head)) {
967                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
968                                 page_to_pfn(page));
969                         return 0;
970                 }
971         }
972
973         if (get_page_unless_zero(head)) {
974                 if (head == compound_head(page))
975                         return 1;
976
977                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
978                         page_to_pfn(page));
979                 put_page(head);
980         }
981
982         return 0;
983 }
984
985 /*
986  * Safely get reference count of an arbitrary page.
987  *
988  * Returns 0 for a free page, 1 for an in-use page,
989  * -EIO for a page-type we cannot handle and -EBUSY if we raced with an
990  * allocation.
991  * We only incremented refcount in case the page was already in-use and it
992  * is a known type we can handle.
993  */
994 static int get_any_page(struct page *p, unsigned long flags)
995 {
996         int ret = 0, pass = 0;
997         bool count_increased = false;
998
999         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1000                 count_increased = true;
1001
1002 try_again:
1003         if (!count_increased && !__get_hwpoison_page(p)) {
1004                 if (page_count(p)) {
1005                         /* We raced with an allocation, retry. */
1006                         if (pass++ < 3)
1007                                 goto try_again;
1008                         ret = -EBUSY;
1009                 } else if (!PageHuge(p) && !is_free_buddy_page(p)) {
1010                         /* We raced with put_page, retry. */
1011                         if (pass++ < 3)
1012                                 goto try_again;
1013                         ret = -EIO;
1014                 }
1015         } else {
1016                 if (PageHuge(p) || PageLRU(p) || __PageMovable(p)) {
1017                         ret = 1;
1018                 } else {
1019                         /*
1020                          * A page we cannot handle. Check whether we can turn
1021                          * it into something we can handle.
1022                          */
1023                         if (pass++ < 3) {
1024                                 put_page(p);
1025                                 shake_page(p, 1);
1026                                 count_increased = false;
1027                                 goto try_again;
1028                         }
1029                         put_page(p);
1030                         ret = -EIO;
1031                 }
1032         }
1033
1034         return ret;
1035 }
1036
1037 static int get_hwpoison_page(struct page *p, unsigned long flags,
1038                              enum mf_flags ctxt)
1039 {
1040         int ret;
1041
1042         zone_pcp_disable(page_zone(p));
1043         if (ctxt == MF_SOFT_OFFLINE)
1044                 ret = get_any_page(p, flags);
1045         else
1046                 ret = __get_hwpoison_page(p);
1047         zone_pcp_enable(page_zone(p));
1048
1049         return ret;
1050 }
1051
1052 /*
1053  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
1054  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
1055  */
1056 static bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
1057                                   int flags, struct page **hpagep)
1058 {
1059         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK;
1060         struct address_space *mapping;
1061         LIST_HEAD(tokill);
1062         bool unmap_success = true;
1063         int kill = 1, forcekill;
1064         struct page *hpage = *hpagep;
1065         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
1066
1067         /*
1068          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
1069          * other types of pages.
1070          */
1071         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
1072                 return true;
1073         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
1074                 return true;
1075
1076         /*
1077          * This check implies we don't kill processes if their pages
1078          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
1079          */
1080         if (!page_mapped(hpage))
1081                 return true;
1082
1083         if (PageKsm(p)) {
1084                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
1085                 return false;
1086         }
1087
1088         if (PageSwapCache(p)) {
1089                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
1090                         pfn);
1091                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1092         }
1093
1094         /*
1095          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
1096          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
1097          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
1098          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
1099          */
1100         mapping = page_mapping(hpage);
1101         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
1102             mapping_can_writeback(mapping)) {
1103                 if (page_mkclean(hpage)) {
1104                         SetPageDirty(hpage);
1105                 } else {
1106                         kill = 0;
1107                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1108                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
1109                                 pfn);
1110                 }
1111         }
1112
1113         /*
1114          * First collect all the processes that have the page
1115          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1116          * because ttu takes the rmap data structures down.
1117          *
1118          * Error handling: We ignore errors here because
1119          * there's nothing that can be done.
1120          */
1121         if (kill)
1122                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1123
1124         if (!PageHuge(hpage)) {
1125                 unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
1126         } else {
1127                 if (!PageAnon(hpage)) {
1128                         /*
1129                          * For hugetlb pages in shared mappings, try_to_unmap
1130                          * could potentially call huge_pmd_unshare.  Because of
1131                          * this, take semaphore in write mode here and set
1132                          * TTU_RMAP_LOCKED to indicate we have taken the lock
1133                          * at this higer level.
1134                          */
1135                         mapping = hugetlb_page_mapping_lock_write(hpage);
1136                         if (mapping) {
1137                                 unmap_success = try_to_unmap(hpage,
1138                                                      ttu|TTU_RMAP_LOCKED);
1139                                 i_mmap_unlock_write(mapping);
1140                         } else {
1141                                 pr_info("Memory failure: %#lx: could not lock mapping for mapped huge page\n", pfn);
1142                                 unmap_success = false;
1143                         }
1144                 } else {
1145                         unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
1146                 }
1147         }
1148         if (!unmap_success)
1149                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1150                        pfn, page_mapcount(hpage));
1151
1152         /*
1153          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
1154          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
1155          */
1156         if (mlocked)
1157                 shake_page(hpage, 0);
1158
1159         /*
1160          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1161          * struct page and all unmaps done we can decide if
1162          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1163          * was dirty or the process is not restartable,
1164          * otherwise the tokill list is merely
1165          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1166          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1167          * any accesses to the poisoned memory.
1168          */
1169         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1170         kill_procs(&tokill, forcekill, !unmap_success, pfn, flags);
1171
1172         return unmap_success;
1173 }
1174
1175 static int identify_page_state(unsigned long pfn, struct page *p,
1176                                 unsigned long page_flags)
1177 {
1178         struct page_state *ps;
1179
1180         /*
1181          * The first check uses the current page flags which may not have any
1182          * relevant information. The second check with the saved page flags is
1183          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1184          */
1185         for (ps = error_states;; ps++)
1186                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1187                         break;
1188
1189         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1190
1191         if (!ps->mask)
1192                 for (ps = error_states;; ps++)
1193                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1194                                 break;
1195         return page_action(ps, p, pfn);
1196 }
1197
1198 static int try_to_split_thp_page(struct page *page, const char *msg)
1199 {
1200         lock_page(page);
1201         if (!PageAnon(page) || unlikely(split_huge_page(page))) {
1202                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1203
1204                 unlock_page(page);
1205                 if (!PageAnon(page))
1206                         pr_info("%s: %#lx: non anonymous thp\n", msg, pfn);
1207                 else
1208                         pr_info("%s: %#lx: thp split failed\n", msg, pfn);
1209                 put_page(page);
1210                 return -EBUSY;
1211         }
1212         unlock_page(page);
1213
1214         return 0;
1215 }
1216
1217 static int memory_failure_hugetlb(unsigned long pfn, int flags)
1218 {
1219         struct page *p = pfn_to_page(pfn);
1220         struct page *head = compound_head(p);
1221         int res;
1222         unsigned long page_flags;
1223
1224         if (TestSetPageHWPoison(head)) {
1225                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1226                        pfn);
1227                 return 0;
1228         }
1229
1230         num_poisoned_pages_inc();
1231
1232         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p, flags, 0)) {
1233                 /*
1234                  * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1235                  */
1236                 lock_page(head);
1237                 if (PageHWPoison(head)) {
1238                         if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1239                             || (p != head && TestSetPageHWPoison(head))) {
1240                                 num_poisoned_pages_dec();
1241                                 unlock_page(head);
1242                                 return 0;
1243                         }
1244                 }
1245                 unlock_page(head);
1246                 res = MF_FAILED;
1247                 if (!dissolve_free_huge_page(p) && take_page_off_buddy(p)) {
1248                         page_ref_inc(p);
1249                         res = MF_RECOVERED;
1250                 }
1251                 action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE, res);
1252                 return res == MF_RECOVERED ? 0 : -EBUSY;
1253         }
1254
1255         lock_page(head);
1256         page_flags = head->flags;
1257
1258         if (!PageHWPoison(head)) {
1259                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1260                 num_poisoned_pages_dec();
1261                 unlock_page(head);
1262                 put_page(head);
1263                 return 0;
1264         }
1265
1266         /*
1267          * TODO: hwpoison for pud-sized hugetlb doesn't work right now, so
1268          * simply disable it. In order to make it work properly, we need
1269          * make sure that:
1270          *  - conversion of a pud that maps an error hugetlb into hwpoison
1271          *    entry properly works, and
1272          *  - other mm code walking over page table is aware of pud-aligned
1273          *    hwpoison entries.
1274          */
1275         if (huge_page_size(page_hstate(head)) > PMD_SIZE) {
1276                 action_result(pfn, MF_MSG_NON_PMD_HUGE, MF_IGNORED);
1277                 res = -EBUSY;
1278                 goto out;
1279         }
1280
1281         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &head)) {
1282                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1283                 res = -EBUSY;
1284                 goto out;
1285         }
1286
1287         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1288 out:
1289         unlock_page(head);
1290         return res;
1291 }
1292
1293 static int memory_failure_dev_pagemap(unsigned long pfn, int flags,
1294                 struct dev_pagemap *pgmap)
1295 {
1296         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1297         const bool unmap_success = true;
1298         unsigned long size = 0;
1299         struct to_kill *tk;
1300         LIST_HEAD(tokill);
1301         int rc = -EBUSY;
1302         loff_t start;
1303         dax_entry_t cookie;
1304
1305         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1306                 /*
1307                  * Drop the extra refcount in case we come from madvise().
1308                  */
1309                 put_page(page);
1310
1311         /*
1312          * Prevent the inode from being freed while we are interrogating
1313          * the address_space, typically this would be handled by
1314          * lock_page(), but dax pages do not use the page lock. This
1315          * also prevents changes to the mapping of this pfn until
1316          * poison signaling is complete.
1317          */
1318         cookie = dax_lock_page(page);
1319         if (!cookie)
1320                 goto out;
1321
1322         if (hwpoison_filter(page)) {
1323                 rc = 0;
1324                 goto unlock;
1325         }
1326
1327         if (pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE) {
1328                 /*
1329                  * TODO: Handle HMM pages which may need coordination
1330                  * with device-side memory.
1331                  */
1332                 goto unlock;
1333         }
1334
1335         /*
1336          * Use this flag as an indication that the dax page has been
1337          * remapped UC to prevent speculative consumption of poison.
1338          */
1339         SetPageHWPoison(page);
1340
1341         /*
1342          * Unlike System-RAM there is no possibility to swap in a
1343          * different physical page at a given virtual address, so all
1344          * userspace consumption of ZONE_DEVICE memory necessitates
1345          * SIGBUS (i.e. MF_MUST_KILL)
1346          */
1347         flags |= MF_ACTION_REQUIRED | MF_MUST_KILL;
1348         collect_procs(page, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1349
1350         list_for_each_entry(tk, &tokill, nd)
1351                 if (tk->size_shift)
1352                         size = max(size, 1UL << tk->size_shift);
1353         if (size) {
1354                 /*
1355                  * Unmap the largest mapping to avoid breaking up
1356                  * device-dax mappings which are constant size. The
1357                  * actual size of the mapping being torn down is
1358                  * communicated in siginfo, see kill_proc()
1359                  */
1360                 start = (page->index << PAGE_SHIFT) & ~(size - 1);
1361                 unmap_mapping_range(page->mapping, start, start + size, 0);
1362         }
1363         kill_procs(&tokill, flags & MF_MUST_KILL, !unmap_success, pfn, flags);
1364         rc = 0;
1365 unlock:
1366         dax_unlock_page(page, cookie);
1367 out:
1368         /* drop pgmap ref acquired in caller */
1369         put_dev_pagemap(pgmap);
1370         action_result(pfn, MF_MSG_DAX, rc ? MF_FAILED : MF_RECOVERED);
1371         return rc;
1372 }
1373
1374 /**
1375  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1376  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1377  * @flags: fine tune action taken
1378  *
1379  * This function is called by the low level machine check code
1380  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1381  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1382  * dropping pages, killing processes etc.
1383  *
1384  * The function is primarily of use for corruptions that
1385  * happen outside the current execution context (e.g. when
1386  * detected by a background scrubber)
1387  *
1388  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1389  * enabled and no spinlocks hold.
1390  */
1391 int memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
1392 {
1393         struct page *p;
1394         struct page *hpage;
1395         struct page *orig_head;
1396         struct dev_pagemap *pgmap;
1397         int res;
1398         unsigned long page_flags;
1399         bool retry = true;
1400
1401         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1402                 panic("Memory failure on page %lx", pfn);
1403
1404         p = pfn_to_online_page(pfn);
1405         if (!p) {
1406                 if (pfn_valid(pfn)) {
1407                         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
1408                         if (pgmap)
1409                                 return memory_failure_dev_pagemap(pfn, flags,
1410                                                                   pgmap);
1411                 }
1412                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1413                         pfn);
1414                 return -ENXIO;
1415         }
1416
1417 try_again:
1418         if (PageHuge(p))
1419                 return memory_failure_hugetlb(pfn, flags);
1420         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1421                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1422                         pfn);
1423                 return 0;
1424         }
1425
1426         orig_head = hpage = compound_head(p);
1427         num_poisoned_pages_inc();
1428
1429         /*
1430          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1431          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1432          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1433          * 2) it's part of a non-compound high order page.
1434          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1435          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1436          *    used and will be freed some time later.
1437          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1438          * that may make page_ref_freeze()/page_ref_unfreeze() mismatch.
1439          */
1440         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p, flags, 0)) {
1441                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1442                         if (take_page_off_buddy(p)) {
1443                                 page_ref_inc(p);
1444                                 res = MF_RECOVERED;
1445                         } else {
1446                                 /* We lost the race, try again */
1447                                 if (retry) {
1448                                         ClearPageHWPoison(p);
1449                                         num_poisoned_pages_dec();
1450                                         retry = false;
1451                                         goto try_again;
1452                                 }
1453                                 res = MF_FAILED;
1454                         }
1455                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, res);
1456                         return res == MF_RECOVERED ? 0 : -EBUSY;
1457                 } else {
1458                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1459                         return -EBUSY;
1460                 }
1461         }
1462
1463         if (PageTransHuge(hpage)) {
1464                 if (try_to_split_thp_page(p, "Memory Failure") < 0) {
1465                         action_result(pfn, MF_MSG_UNSPLIT_THP, MF_IGNORED);
1466                         return -EBUSY;
1467                 }
1468                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1469         }
1470
1471         /*
1472          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1473          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1474          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1475          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1476          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1477          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1478          */
1479         shake_page(p, 0);
1480
1481         lock_page(p);
1482
1483         /*
1484          * The page could have changed compound pages during the locking.
1485          * If this happens just bail out.
1486          */
1487         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1488                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1489                 res = -EBUSY;
1490                 goto out;
1491         }
1492
1493         /*
1494          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1495          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1496          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1497          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1498          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1499          */
1500         page_flags = p->flags;
1501
1502         /*
1503          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1504          */
1505         if (!PageHWPoison(p)) {
1506                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1507                 num_poisoned_pages_dec();
1508                 unlock_page(p);
1509                 put_page(p);
1510                 return 0;
1511         }
1512         if (hwpoison_filter(p)) {
1513                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1514                         num_poisoned_pages_dec();
1515                 unlock_page(p);
1516                 put_page(p);
1517                 return 0;
1518         }
1519
1520         if (!PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1521                 goto identify_page_state;
1522
1523         /*
1524          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1525          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1526          */
1527         wait_on_page_writeback(p);
1528
1529         /*
1530          * Now take care of user space mappings.
1531          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1532          */
1533         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &p)) {
1534                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1535                 res = -EBUSY;
1536                 goto out;
1537         }
1538
1539         /*
1540          * Torn down by someone else?
1541          */
1542         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1543                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1544                 res = -EBUSY;
1545                 goto out;
1546         }
1547
1548 identify_page_state:
1549         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1550 out:
1551         unlock_page(p);
1552         return res;
1553 }
1554 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1555
1556 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1557 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1558
1559 struct memory_failure_entry {
1560         unsigned long pfn;
1561         int flags;
1562 };
1563
1564 struct memory_failure_cpu {
1565         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1566                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1567         spinlock_t lock;
1568         struct work_struct work;
1569 };
1570
1571 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1572
1573 /**
1574  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1575  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1576  * @flags: Flags for memory failure handling
1577  *
1578  * This function is called by the low level hardware error handler
1579  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1580  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1581  * processes etc.
1582  *
1583  * The function is primarily of use for corruptions that
1584  * happen outside the current execution context (e.g. when
1585  * detected by a background scrubber)
1586  *
1587  * Can run in IRQ context.
1588  */
1589 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
1590 {
1591         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1592         unsigned long proc_flags;
1593         struct memory_failure_entry entry = {
1594                 .pfn =          pfn,
1595                 .flags =        flags,
1596         };
1597
1598         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1599         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1600         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1601                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1602         else
1603                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1604                        pfn);
1605         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1606         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1607 }
1608 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1609
1610 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1611 {
1612         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1613         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1614         unsigned long proc_flags;
1615         int gotten;
1616
1617         mf_cpu = container_of(work, struct memory_failure_cpu, work);
1618         for (;;) {
1619                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1620                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1621                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1622                 if (!gotten)
1623                         break;
1624                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1625                         soft_offline_page(entry.pfn, entry.flags);
1626                 else
1627                         memory_failure(entry.pfn, entry.flags);
1628         }
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Process memory_failure work queued on the specified CPU.
1633  * Used to avoid return-to-userspace racing with the memory_failure workqueue.
1634  */
1635 void memory_failure_queue_kick(int cpu)
1636 {
1637         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1638
1639         mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1640         cancel_work_sync(&mf_cpu->work);
1641         memory_failure_work_func(&mf_cpu->work);
1642 }
1643
1644 static int __init memory_failure_init(void)
1645 {
1646         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1647         int cpu;
1648
1649         for_each_possible_cpu(cpu) {
1650                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1651                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1652                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1653                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1654         }
1655
1656         return 0;
1657 }
1658 core_initcall(memory_failure_init);
1659
1660 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1661 ({                                                      \
1662         if (__ratelimit(rs))                            \
1663                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1664 })
1665
1666 /**
1667  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1668  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1669  *
1670  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1671  * memory_failure() earlier.
1672  *
1673  * This is only done on the software-level, so it only works
1674  * for linux injected failures, not real hardware failures
1675  *
1676  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1677  */
1678 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1679 {
1680         struct page *page;
1681         struct page *p;
1682         int freeit = 0;
1683         unsigned long flags = 0;
1684         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1685                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1686
1687         if (!pfn_valid(pfn))
1688                 return -ENXIO;
1689
1690         p = pfn_to_page(pfn);
1691         page = compound_head(p);
1692
1693         if (!PageHWPoison(p)) {
1694                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1695                                  pfn, &unpoison_rs);
1696                 return 0;
1697         }
1698
1699         if (page_count(page) > 1) {
1700                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1701                                  pfn, &unpoison_rs);
1702                 return 0;
1703         }
1704
1705         if (page_mapped(page)) {
1706                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1707                                  pfn, &unpoison_rs);
1708                 return 0;
1709         }
1710
1711         if (page_mapping(page)) {
1712                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1713                                  pfn, &unpoison_rs);
1714                 return 0;
1715         }
1716
1717         /*
1718          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1719          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1720          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1721          */
1722         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1723                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1724                                  pfn, &unpoison_rs);
1725                 return 0;
1726         }
1727
1728         if (!get_hwpoison_page(p, flags, 0)) {
1729                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1730                         num_poisoned_pages_dec();
1731                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1732                                  pfn, &unpoison_rs);
1733                 return 0;
1734         }
1735
1736         lock_page(page);
1737         /*
1738          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1739          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1740          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1741          * the free buddy page pool.
1742          */
1743         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1744                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1745                                  pfn, &unpoison_rs);
1746                 num_poisoned_pages_dec();
1747                 freeit = 1;
1748         }
1749         unlock_page(page);
1750
1751         put_page(page);
1752         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1753                 put_page(page);
1754
1755         return 0;
1756 }
1757 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1758
1759 static bool isolate_page(struct page *page, struct list_head *pagelist)
1760 {
1761         bool isolated = false;
1762         bool lru = PageLRU(page);
1763
1764         if (PageHuge(page)) {
1765                 isolated = isolate_huge_page(page, pagelist);
1766         } else {
1767                 if (lru)
1768                         isolated = !isolate_lru_page(page);
1769                 else
1770                         isolated = !isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1771
1772                 if (isolated)
1773                         list_add(&page->lru, pagelist);
1774         }
1775
1776         if (isolated && lru)
1777                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1778                                     page_is_file_lru(page));
1779
1780         /*
1781          * If we succeed to isolate the page, we grabbed another refcount on
1782          * the page, so we can safely drop the one we got from get_any_pages().
1783          * If we failed to isolate the page, it means that we cannot go further
1784          * and we will return an error, so drop the reference we got from
1785          * get_any_pages() as well.
1786          */
1787         put_page(page);
1788         return isolated;
1789 }
1790
1791 /*
1792  * __soft_offline_page handles hugetlb-pages and non-hugetlb pages.
1793  * If the page is a non-dirty unmapped page-cache page, it simply invalidates.
1794  * If the page is mapped, it migrates the contents over.
1795  */
1796 static int __soft_offline_page(struct page *page)
1797 {
1798         int ret = 0;
1799         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1800         struct page *hpage = compound_head(page);
1801         char const *msg_page[] = {"page", "hugepage"};
1802         bool huge = PageHuge(page);
1803         LIST_HEAD(pagelist);
1804         struct migration_target_control mtc = {
1805                 .nid = NUMA_NO_NODE,
1806                 .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1807         };
1808
1809         /*
1810          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1811          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1812          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1813          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1814          */
1815         lock_page(page);
1816         if (!PageHuge(page))
1817                 wait_on_page_writeback(page);
1818         if (PageHWPoison(page)) {
1819                 unlock_page(page);
1820                 put_page(page);
1821                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1822                 return 0;
1823         }
1824
1825         if (!PageHuge(page))
1826                 /*
1827                  * Try to invalidate first. This should work for
1828                  * non dirty unmapped page cache pages.
1829                  */
1830                 ret = invalidate_inode_page(page);
1831         unlock_page(page);
1832
1833         /*
1834          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1835          * would need to fix isolation locking first.
1836          */
1837         if (ret) {
1838                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1839                 page_handle_poison(page, false, true);
1840                 return 0;
1841         }
1842
1843         if (isolate_page(hpage, &pagelist)) {
1844                 ret = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1845                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1846                 if (!ret) {
1847                         bool release = !huge;
1848
1849                         if (!page_handle_poison(page, huge, release))
1850                                 ret = -EBUSY;
1851                 } else {
1852                         if (!list_empty(&pagelist))
1853                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1854
1855                         pr_info("soft offline: %#lx: %s migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1856                                 pfn, msg_page[huge], ret, page->flags, &page->flags);
1857                         if (ret > 0)
1858                                 ret = -EBUSY;
1859                 }
1860         } else {
1861                 pr_info("soft offline: %#lx: %s isolation failed, page count %d, type %lx (%pGp)\n",
1862                         pfn, msg_page[huge], page_count(page), page->flags, &page->flags);
1863                 ret = -EBUSY;
1864         }
1865         return ret;
1866 }
1867
1868 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page)
1869 {
1870         struct page *hpage = compound_head(page);
1871
1872         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage))
1873                 if (try_to_split_thp_page(page, "soft offline") < 0)
1874                         return -EBUSY;
1875         return __soft_offline_page(page);
1876 }
1877
1878 static int soft_offline_free_page(struct page *page)
1879 {
1880         int rc = 0;
1881
1882         if (!page_handle_poison(page, true, false))
1883                 rc = -EBUSY;
1884
1885         return rc;
1886 }
1887
1888 /**
1889  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1890  * @pfn: pfn to soft-offline
1891  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1892  *
1893  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1894  *
1895  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1896  * without killing anything. This is for the case when
1897  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1898  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1899  * out.
1900  *
1901  * The actual policy on when to do that is maintained by
1902  * user space.
1903  *
1904  * This should never impact any application or cause data loss,
1905  * however it might take some time.
1906  *
1907  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1908  * ``good enough'' for the majority of memory.
1909  */
1910 int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags)
1911 {
1912         int ret;
1913         struct page *page;
1914         bool try_again = true;
1915
1916         if (!pfn_valid(pfn))
1917                 return -ENXIO;
1918         /* Only online pages can be soft-offlined (esp., not ZONE_DEVICE). */
1919         page = pfn_to_online_page(pfn);
1920         if (!page)
1921                 return -EIO;
1922
1923         if (PageHWPoison(page)) {
1924                 pr_info("%s: %#lx page already poisoned\n", __func__, pfn);
1925                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1926                         put_page(page);
1927                 return 0;
1928         }
1929
1930 retry:
1931         get_online_mems();
1932         ret = get_hwpoison_page(page, flags, MF_SOFT_OFFLINE);
1933         put_online_mems();
1934
1935         if (ret > 0) {
1936                 ret = soft_offline_in_use_page(page);
1937         } else if (ret == 0) {
1938                 if (soft_offline_free_page(page) && try_again) {
1939                         try_again = false;
1940                         goto retry;
1941                 }
1942         } else if (ret == -EIO) {
1943                 pr_info("%s: %#lx: unknown page type: %lx (%pGP)\n",
1944                          __func__, pfn, page->flags, &page->flags);
1945         }
1946
1947         return ret;
1948 }