tools headers UAPI: Sync linux/prctl.h with the kernel sources
[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 allocation, 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                 if (t == current)
247                         ret = force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR,
248                                          (void __user *)tk->addr, addr_lsb);
249                 else
250                         /* Signal other processes sharing the page if they have PF_MCE_EARLY set. */
251                         ret = send_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AO, (void __user *)tk->addr,
252                                 addr_lsb, t);
253         } else {
254                 /*
255                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
256                  * can be temporarily blocked.
257                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
258                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
259                  */
260                 ret = send_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AO, (void __user *)tk->addr,
261                                       addr_lsb, t);  /* synchronous? */
262         }
263         if (ret < 0)
264                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
265                         t->comm, t->pid, ret);
266         return ret;
267 }
268
269 /*
270  * Unknown page type encountered. Try to check whether it can turn PageLRU by
271  * lru_add_drain_all, or a free page by reclaiming slabs when possible.
272  */
273 void shake_page(struct page *p, int access)
274 {
275         if (PageHuge(p))
276                 return;
277
278         if (!PageSlab(p)) {
279                 lru_add_drain_all();
280                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
281                         return;
282         }
283
284         /*
285          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
286          * other caches) if access is not potentially fatal.
287          */
288         if (access)
289                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
290 }
291 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
292
293 static unsigned long dev_pagemap_mapping_shift(struct page *page,
294                 struct vm_area_struct *vma)
295 {
296         unsigned long address = vma_address(page, vma);
297         pgd_t *pgd;
298         p4d_t *p4d;
299         pud_t *pud;
300         pmd_t *pmd;
301         pte_t *pte;
302
303         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, address);
304         if (!pgd_present(*pgd))
305                 return 0;
306         p4d = p4d_offset(pgd, address);
307         if (!p4d_present(*p4d))
308                 return 0;
309         pud = pud_offset(p4d, address);
310         if (!pud_present(*pud))
311                 return 0;
312         if (pud_devmap(*pud))
313                 return PUD_SHIFT;
314         pmd = pmd_offset(pud, address);
315         if (!pmd_present(*pmd))
316                 return 0;
317         if (pmd_devmap(*pmd))
318                 return PMD_SHIFT;
319         pte = pte_offset_map(pmd, address);
320         if (!pte_present(*pte))
321                 return 0;
322         if (pte_devmap(*pte))
323                 return PAGE_SHIFT;
324         return 0;
325 }
326
327 /*
328  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
329  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
330  */
331
332 /*
333  * Schedule a process for later kill.
334  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
335  */
336 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
337                        struct vm_area_struct *vma,
338                        struct list_head *to_kill)
339 {
340         struct to_kill *tk;
341
342         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
343         if (!tk) {
344                 pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
345                 return;
346         }
347
348         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
349         if (is_zone_device_page(p))
350                 tk->size_shift = dev_pagemap_mapping_shift(p, vma);
351         else
352                 tk->size_shift = page_shift(compound_head(p));
353
354         /*
355          * Send SIGKILL if "tk->addr == -EFAULT". Also, as
356          * "tk->size_shift" is always non-zero for !is_zone_device_page(),
357          * so "tk->size_shift == 0" effectively checks no mapping on
358          * ZONE_DEVICE. Indeed, when a devdax page is mmapped N times
359          * to a process' address space, it's possible not all N VMAs
360          * contain mappings for the page, but at least one VMA does.
361          * Only deliver SIGBUS with payload derived from the VMA that
362          * has a mapping for the page.
363          */
364         if (tk->addr == -EFAULT) {
365                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
366                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
367         } else if (tk->size_shift == 0) {
368                 kfree(tk);
369                 return;
370         }
371
372         get_task_struct(tsk);
373         tk->tsk = tsk;
374         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
375 }
376
377 /*
378  * Kill the processes that have been collected earlier.
379  *
380  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
381  * (this is used for clean pages which do not need killing)
382  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
383  * wrong earlier.
384  */
385 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, bool fail,
386                 unsigned long pfn, int flags)
387 {
388         struct to_kill *tk, *next;
389
390         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
391                 if (forcekill) {
392                         /*
393                          * In case something went wrong with munmapping
394                          * make sure the process doesn't catch the
395                          * signal and then access the memory. Just kill it.
396                          */
397                         if (fail || tk->addr == -EFAULT) {
398                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
399                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
400                                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV,
401                                                  tk->tsk, PIDTYPE_PID);
402                         }
403
404                         /*
405                          * In theory the process could have mapped
406                          * something else on the address in-between. We could
407                          * check for that, but we need to tell the
408                          * process anyways.
409                          */
410                         else if (kill_proc(tk, pfn, flags) < 0)
411                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
412                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
413                 }
414                 put_task_struct(tk->tsk);
415                 kfree(tk);
416         }
417 }
418
419 /*
420  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
421  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
422  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
423  *
424  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
425  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
426  */
427 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
428 {
429         struct task_struct *t;
430
431         for_each_thread(tsk, t) {
432                 if (t->flags & PF_MCE_PROCESS) {
433                         if (t->flags & PF_MCE_EARLY)
434                                 return t;
435                 } else {
436                         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
437                                 return t;
438                 }
439         }
440         return NULL;
441 }
442
443 /*
444  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
445  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
446  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
447  * specified) if the process is "early kill" and otherwise returns NULL.
448  *
449  * Note that the above is true for Action Optional case. For Action Required
450  * case, it's only meaningful to the current thread which need to be signaled
451  * with SIGBUS, this error is Action Optional for other non current
452  * processes sharing the same error page,if the process is "early kill", the
453  * task_struct of the dedicated thread will also be returned.
454  */
455 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
456                                            int force_early)
457 {
458         if (!tsk->mm)
459                 return NULL;
460         /*
461          * Comparing ->mm here because current task might represent
462          * a subthread, while tsk always points to the main thread.
463          */
464         if (force_early && tsk->mm == current->mm)
465                 return current;
466
467         return find_early_kill_thread(tsk);
468 }
469
470 /*
471  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
472  */
473 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
474                                 int force_early)
475 {
476         struct vm_area_struct *vma;
477         struct task_struct *tsk;
478         struct anon_vma *av;
479         pgoff_t pgoff;
480
481         av = page_lock_anon_vma_read(page);
482         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
483                 return;
484
485         pgoff = page_to_pgoff(page);
486         read_lock(&tasklist_lock);
487         for_each_process (tsk) {
488                 struct anon_vma_chain *vmac;
489                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
490
491                 if (!t)
492                         continue;
493                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
494                                                pgoff, pgoff) {
495                         vma = vmac->vma;
496                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
497                                 continue;
498                         if (vma->vm_mm == t->mm)
499                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill);
500                 }
501         }
502         read_unlock(&tasklist_lock);
503         page_unlock_anon_vma_read(av);
504 }
505
506 /*
507  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
508  */
509 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
510                                 int force_early)
511 {
512         struct vm_area_struct *vma;
513         struct task_struct *tsk;
514         struct address_space *mapping = page->mapping;
515         pgoff_t pgoff;
516
517         i_mmap_lock_read(mapping);
518         read_lock(&tasklist_lock);
519         pgoff = page_to_pgoff(page);
520         for_each_process(tsk) {
521                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
522
523                 if (!t)
524                         continue;
525                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
526                                       pgoff) {
527                         /*
528                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
529                          * the page but the corrupted page is not necessarily
530                          * mapped it in its pte.
531                          * Assume applications who requested early kill want
532                          * to be informed of all such data corruptions.
533                          */
534                         if (vma->vm_mm == t->mm)
535                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill);
536                 }
537         }
538         read_unlock(&tasklist_lock);
539         i_mmap_unlock_read(mapping);
540 }
541
542 /*
543  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
544  */
545 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
546                                 int force_early)
547 {
548         if (!page->mapping)
549                 return;
550
551         if (PageAnon(page))
552                 collect_procs_anon(page, tokill, force_early);
553         else
554                 collect_procs_file(page, tokill, force_early);
555 }
556
557 static const char *action_name[] = {
558         [MF_IGNORED] = "Ignored",
559         [MF_FAILED] = "Failed",
560         [MF_DELAYED] = "Delayed",
561         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
562 };
563
564 static const char * const action_page_types[] = {
565         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
566         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
567         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
568         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
569         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
570         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
571         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
572         [MF_MSG_NON_PMD_HUGE]           = "non-pmd-sized huge page",
573         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
574         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
575         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
576         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
577         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
578         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
579         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
580         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
581         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
582         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
583         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
584         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
585         [MF_MSG_DAX]                    = "dax page",
586         [MF_MSG_UNSPLIT_THP]            = "unsplit thp",
587         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
588 };
589
590 /*
591  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
592  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
593  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
594  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
595  */
596 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
597 {
598         if (!isolate_lru_page(p)) {
599                 /*
600                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
601                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
602                  */
603                 ClearPageActive(p);
604                 ClearPageUnevictable(p);
605
606                 /*
607                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
608                  * to uncharge it manually from its memcg.
609                  */
610                 mem_cgroup_uncharge(p);
611
612                 /*
613                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
614                  */
615                 put_page(p);
616                 return 0;
617         }
618         return -EIO;
619 }
620
621 static int truncate_error_page(struct page *p, unsigned long pfn,
622                                 struct address_space *mapping)
623 {
624         int ret = MF_FAILED;
625
626         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
627                 int err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
628
629                 if (err != 0) {
630                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
631                                 pfn, err);
632                 } else if (page_has_private(p) &&
633                            !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
634                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
635                                 pfn);
636                 } else {
637                         ret = MF_RECOVERED;
638                 }
639         } else {
640                 /*
641                  * If the file system doesn't support it just invalidate
642                  * This fails on dirty or anything with private pages
643                  */
644                 if (invalidate_inode_page(p))
645                         ret = MF_RECOVERED;
646                 else
647                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
648                                 pfn);
649         }
650
651         return ret;
652 }
653
654 /*
655  * Error hit kernel page.
656  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
657  * could be more sophisticated.
658  */
659 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
660 {
661         return MF_IGNORED;
662 }
663
664 /*
665  * Page in unknown state. Do nothing.
666  */
667 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
668 {
669         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
670         return MF_FAILED;
671 }
672
673 /*
674  * Clean (or cleaned) page cache page.
675  */
676 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
677 {
678         struct address_space *mapping;
679
680         delete_from_lru_cache(p);
681
682         /*
683          * For anonymous pages we're done the only reference left
684          * should be the one m_f() holds.
685          */
686         if (PageAnon(p))
687                 return MF_RECOVERED;
688
689         /*
690          * Now truncate the page in the page cache. This is really
691          * more like a "temporary hole punch"
692          * Don't do this for block devices when someone else
693          * has a reference, because it could be file system metadata
694          * and that's not safe to truncate.
695          */
696         mapping = page_mapping(p);
697         if (!mapping) {
698                 /*
699                  * Page has been teared down in the meanwhile
700                  */
701                 return MF_FAILED;
702         }
703
704         /*
705          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
706          *
707          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
708          */
709         return truncate_error_page(p, pfn, mapping);
710 }
711
712 /*
713  * Dirty pagecache page
714  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
715  * propagated.
716  */
717 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
718 {
719         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
720
721         SetPageError(p);
722         /* TBD: print more information about the file. */
723         if (mapping) {
724                 /*
725                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
726                  * who check the mapping.
727                  * This way the application knows that something went
728                  * wrong with its dirty file data.
729                  *
730                  * There's one open issue:
731                  *
732                  * The EIO will be only reported on the next IO
733                  * operation and then cleared through the IO map.
734                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
735                  * first through the AS_EIO flag in the address space
736                  * and then through the PageError flag in the page.
737                  * Since we drop pages on memory failure handling the
738                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
739                  *
740                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
741                  * the first operation that returns an error, while
742                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
743                  * when the page is reread or dropped.  If an
744                  * application assumes it will always get error on
745                  * fsync, but does other operations on the fd before
746                  * and the page is dropped between then the error
747                  * will not be properly reported.
748                  *
749                  * This can already happen even without hwpoisoned
750                  * pages: first on metadata IO errors (which only
751                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
752                  * at the wrong time.
753                  *
754                  * So right now we assume that the application DTRT on
755                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
756                  * of the kernel.
757                  */
758                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
759         }
760
761         return me_pagecache_clean(p, pfn);
762 }
763
764 /*
765  * Clean and dirty swap cache.
766  *
767  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
768  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
769  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
770  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
771  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
772  * and then
773  *      - clear dirty bit to prevent IO
774  *      - remove from LRU
775  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
776  *        a later page fault, we know the application is accessing
777  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
778  *        interception code in do_swap_page to catch it).
779  *
780  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
781  * bring in the known good data from disk.
782  */
783 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
784 {
785         ClearPageDirty(p);
786         /* Trigger EIO in shmem: */
787         ClearPageUptodate(p);
788
789         if (!delete_from_lru_cache(p))
790                 return MF_DELAYED;
791         else
792                 return MF_FAILED;
793 }
794
795 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
796 {
797         delete_from_swap_cache(p);
798
799         if (!delete_from_lru_cache(p))
800                 return MF_RECOVERED;
801         else
802                 return MF_FAILED;
803 }
804
805 /*
806  * Huge pages. Needs work.
807  * Issues:
808  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
809  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
810  */
811 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
812 {
813         int res;
814         struct page *hpage = compound_head(p);
815         struct address_space *mapping;
816
817         if (!PageHuge(hpage))
818                 return MF_DELAYED;
819
820         mapping = page_mapping(hpage);
821         if (mapping) {
822                 res = truncate_error_page(hpage, pfn, mapping);
823         } else {
824                 res = MF_FAILED;
825                 unlock_page(hpage);
826                 /*
827                  * migration entry prevents later access on error anonymous
828                  * hugepage, so we can free and dissolve it into buddy to
829                  * save healthy subpages.
830                  */
831                 if (PageAnon(hpage))
832                         put_page(hpage);
833                 if (!dissolve_free_huge_page(p) && take_page_off_buddy(p)) {
834                         page_ref_inc(p);
835                         res = MF_RECOVERED;
836                 }
837                 lock_page(hpage);
838         }
839
840         return res;
841 }
842
843 /*
844  * Various page states we can handle.
845  *
846  * A page state is defined by its current page->flags bits.
847  * The table matches them in order and calls the right handler.
848  *
849  * This is quite tricky because we can access page at any time
850  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
851  *
852  * This is not complete. More states could be added.
853  * For any missing state don't attempt recovery.
854  */
855
856 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
857 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
858 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
859 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
860 #define lru             (1UL << PG_lru)
861 #define head            (1UL << PG_head)
862 #define slab            (1UL << PG_slab)
863 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
864
865 static struct page_state {
866         unsigned long mask;
867         unsigned long res;
868         enum mf_action_page_type type;
869         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
870 } error_states[] = {
871         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
872         /*
873          * free pages are specially detected outside this table:
874          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
875          */
876
877         /*
878          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
879          * currently unused objects without touching them. But just
880          * treat it as standard kernel for now.
881          */
882         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
883
884         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
885
886         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
887         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
888
889         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
890         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
891
892         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
893         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
894
895         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
896         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
897
898         /*
899          * Catchall entry: must be at end.
900          */
901         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
902 };
903
904 #undef dirty
905 #undef sc
906 #undef unevict
907 #undef mlock
908 #undef lru
909 #undef head
910 #undef slab
911 #undef reserved
912
913 /*
914  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
915  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
916  */
917 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
918                           enum mf_result result)
919 {
920         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
921
922         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
923                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
924 }
925
926 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
927                         unsigned long pfn)
928 {
929         int result;
930         int count;
931
932         result = ps->action(p, pfn);
933
934         count = page_count(p) - 1;
935         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
936                 count--;
937         if (count > 0) {
938                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
939                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
940                 result = MF_FAILED;
941         }
942         action_result(pfn, ps->type, result);
943
944         /* Could do more checks here if page looks ok */
945         /*
946          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
947          */
948
949         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
950 }
951
952 /**
953  * __get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
954  * @page:       raw error page (hit by memory error)
955  *
956  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
957  * non-zero value.)
958  */
959 static int __get_hwpoison_page(struct page *page)
960 {
961         struct page *head = compound_head(page);
962
963         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
964                 /*
965                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
966                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
967                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
968                  * tries to touch the "partially handled" page.
969                  */
970                 if (!PageAnon(head)) {
971                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
972                                 page_to_pfn(page));
973                         return 0;
974                 }
975         }
976
977         if (get_page_unless_zero(head)) {
978                 if (head == compound_head(page))
979                         return 1;
980
981                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
982                         page_to_pfn(page));
983                 put_page(head);
984         }
985
986         return 0;
987 }
988
989 /*
990  * Safely get reference count of an arbitrary page.
991  *
992  * Returns 0 for a free page, 1 for an in-use page,
993  * -EIO for a page-type we cannot handle and -EBUSY if we raced with an
994  * allocation.
995  * We only incremented refcount in case the page was already in-use and it
996  * is a known type we can handle.
997  */
998 static int get_any_page(struct page *p, unsigned long flags)
999 {
1000         int ret = 0, pass = 0;
1001         bool count_increased = false;
1002
1003         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1004                 count_increased = true;
1005
1006 try_again:
1007         if (!count_increased && !__get_hwpoison_page(p)) {
1008                 if (page_count(p)) {
1009                         /* We raced with an allocation, retry. */
1010                         if (pass++ < 3)
1011                                 goto try_again;
1012                         ret = -EBUSY;
1013                 } else if (!PageHuge(p) && !is_free_buddy_page(p)) {
1014                         /* We raced with put_page, retry. */
1015                         if (pass++ < 3)
1016                                 goto try_again;
1017                         ret = -EIO;
1018                 }
1019         } else {
1020                 if (PageHuge(p) || PageLRU(p) || __PageMovable(p)) {
1021                         ret = 1;
1022                 } else {
1023                         /*
1024                          * A page we cannot handle. Check whether we can turn
1025                          * it into something we can handle.
1026                          */
1027                         if (pass++ < 3) {
1028                                 put_page(p);
1029                                 shake_page(p, 1);
1030                                 count_increased = false;
1031                                 goto try_again;
1032                         }
1033                         put_page(p);
1034                         ret = -EIO;
1035                 }
1036         }
1037
1038         return ret;
1039 }
1040
1041 static int get_hwpoison_page(struct page *p, unsigned long flags,
1042                              enum mf_flags ctxt)
1043 {
1044         int ret;
1045
1046         zone_pcp_disable(page_zone(p));
1047         if (ctxt == MF_SOFT_OFFLINE)
1048                 ret = get_any_page(p, flags);
1049         else
1050                 ret = __get_hwpoison_page(p);
1051         zone_pcp_enable(page_zone(p));
1052
1053         return ret;
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
1058  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
1059  */
1060 static bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
1061                                   int flags, struct page **hpagep)
1062 {
1063         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK;
1064         struct address_space *mapping;
1065         LIST_HEAD(tokill);
1066         bool unmap_success = true;
1067         int kill = 1, forcekill;
1068         struct page *hpage = *hpagep;
1069         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
1070
1071         /*
1072          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
1073          * other types of pages.
1074          */
1075         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
1076                 return true;
1077         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
1078                 return true;
1079
1080         /*
1081          * This check implies we don't kill processes if their pages
1082          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
1083          */
1084         if (!page_mapped(hpage))
1085                 return true;
1086
1087         if (PageKsm(p)) {
1088                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
1089                 return false;
1090         }
1091
1092         if (PageSwapCache(p)) {
1093                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
1094                         pfn);
1095                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1096         }
1097
1098         /*
1099          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
1100          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
1101          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
1102          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
1103          */
1104         mapping = page_mapping(hpage);
1105         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
1106             mapping_can_writeback(mapping)) {
1107                 if (page_mkclean(hpage)) {
1108                         SetPageDirty(hpage);
1109                 } else {
1110                         kill = 0;
1111                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1112                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
1113                                 pfn);
1114                 }
1115         }
1116
1117         /*
1118          * First collect all the processes that have the page
1119          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1120          * because ttu takes the rmap data structures down.
1121          *
1122          * Error handling: We ignore errors here because
1123          * there's nothing that can be done.
1124          */
1125         if (kill)
1126                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1127
1128         if (!PageHuge(hpage)) {
1129                 unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
1130         } else {
1131                 if (!PageAnon(hpage)) {
1132                         /*
1133                          * For hugetlb pages in shared mappings, try_to_unmap
1134                          * could potentially call huge_pmd_unshare.  Because of
1135                          * this, take semaphore in write mode here and set
1136                          * TTU_RMAP_LOCKED to indicate we have taken the lock
1137                          * at this higer level.
1138                          */
1139                         mapping = hugetlb_page_mapping_lock_write(hpage);
1140                         if (mapping) {
1141                                 unmap_success = try_to_unmap(hpage,
1142                                                      ttu|TTU_RMAP_LOCKED);
1143                                 i_mmap_unlock_write(mapping);
1144                         } else {
1145                                 pr_info("Memory failure: %#lx: could not lock mapping for mapped huge page\n", pfn);
1146                                 unmap_success = false;
1147                         }
1148                 } else {
1149                         unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
1150                 }
1151         }
1152         if (!unmap_success)
1153                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1154                        pfn, page_mapcount(hpage));
1155
1156         /*
1157          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
1158          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
1159          */
1160         if (mlocked)
1161                 shake_page(hpage, 0);
1162
1163         /*
1164          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1165          * struct page and all unmaps done we can decide if
1166          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1167          * was dirty or the process is not restartable,
1168          * otherwise the tokill list is merely
1169          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1170          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1171          * any accesses to the poisoned memory.
1172          */
1173         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1174         kill_procs(&tokill, forcekill, !unmap_success, pfn, flags);
1175
1176         return unmap_success;
1177 }
1178
1179 static int identify_page_state(unsigned long pfn, struct page *p,
1180                                 unsigned long page_flags)
1181 {
1182         struct page_state *ps;
1183
1184         /*
1185          * The first check uses the current page flags which may not have any
1186          * relevant information. The second check with the saved page flags is
1187          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1188          */
1189         for (ps = error_states;; ps++)
1190                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1191                         break;
1192
1193         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1194
1195         if (!ps->mask)
1196                 for (ps = error_states;; ps++)
1197                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1198                                 break;
1199         return page_action(ps, p, pfn);
1200 }
1201
1202 static int try_to_split_thp_page(struct page *page, const char *msg)
1203 {
1204         lock_page(page);
1205         if (!PageAnon(page) || unlikely(split_huge_page(page))) {
1206                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1207
1208                 unlock_page(page);
1209                 if (!PageAnon(page))
1210                         pr_info("%s: %#lx: non anonymous thp\n", msg, pfn);
1211                 else
1212                         pr_info("%s: %#lx: thp split failed\n", msg, pfn);
1213                 put_page(page);
1214                 return -EBUSY;
1215         }
1216         unlock_page(page);
1217
1218         return 0;
1219 }
1220
1221 static int memory_failure_hugetlb(unsigned long pfn, int flags)
1222 {
1223         struct page *p = pfn_to_page(pfn);
1224         struct page *head = compound_head(p);
1225         int res;
1226         unsigned long page_flags;
1227
1228         if (TestSetPageHWPoison(head)) {
1229                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1230                        pfn);
1231                 return 0;
1232         }
1233
1234         num_poisoned_pages_inc();
1235
1236         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p, flags, 0)) {
1237                 /*
1238                  * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1239                  */
1240                 lock_page(head);
1241                 if (PageHWPoison(head)) {
1242                         if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1243                             || (p != head && TestSetPageHWPoison(head))) {
1244                                 num_poisoned_pages_dec();
1245                                 unlock_page(head);
1246                                 return 0;
1247                         }
1248                 }
1249                 unlock_page(head);
1250                 res = MF_FAILED;
1251                 if (!dissolve_free_huge_page(p) && take_page_off_buddy(p)) {
1252                         page_ref_inc(p);
1253                         res = MF_RECOVERED;
1254                 }
1255                 action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE, res);
1256                 return res == MF_RECOVERED ? 0 : -EBUSY;
1257         }
1258
1259         lock_page(head);
1260         page_flags = head->flags;
1261
1262         if (!PageHWPoison(head)) {
1263                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1264                 num_poisoned_pages_dec();
1265                 unlock_page(head);
1266                 put_page(head);
1267                 return 0;
1268         }
1269
1270         /*
1271          * TODO: hwpoison for pud-sized hugetlb doesn't work right now, so
1272          * simply disable it. In order to make it work properly, we need
1273          * make sure that:
1274          *  - conversion of a pud that maps an error hugetlb into hwpoison
1275          *    entry properly works, and
1276          *  - other mm code walking over page table is aware of pud-aligned
1277          *    hwpoison entries.
1278          */
1279         if (huge_page_size(page_hstate(head)) > PMD_SIZE) {
1280                 action_result(pfn, MF_MSG_NON_PMD_HUGE, MF_IGNORED);
1281                 res = -EBUSY;
1282                 goto out;
1283         }
1284
1285         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &head)) {
1286                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1287                 res = -EBUSY;
1288                 goto out;
1289         }
1290
1291         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1292 out:
1293         unlock_page(head);
1294         return res;
1295 }
1296
1297 static int memory_failure_dev_pagemap(unsigned long pfn, int flags,
1298                 struct dev_pagemap *pgmap)
1299 {
1300         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1301         const bool unmap_success = true;
1302         unsigned long size = 0;
1303         struct to_kill *tk;
1304         LIST_HEAD(tokill);
1305         int rc = -EBUSY;
1306         loff_t start;
1307         dax_entry_t cookie;
1308
1309         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1310                 /*
1311                  * Drop the extra refcount in case we come from madvise().
1312                  */
1313                 put_page(page);
1314
1315         /* device metadata space is not recoverable */
1316         if (!pgmap_pfn_valid(pgmap, pfn)) {
1317                 rc = -ENXIO;
1318                 goto out;
1319         }
1320
1321         /*
1322          * Prevent the inode from being freed while we are interrogating
1323          * the address_space, typically this would be handled by
1324          * lock_page(), but dax pages do not use the page lock. This
1325          * also prevents changes to the mapping of this pfn until
1326          * poison signaling is complete.
1327          */
1328         cookie = dax_lock_page(page);
1329         if (!cookie)
1330                 goto out;
1331
1332         if (hwpoison_filter(page)) {
1333                 rc = 0;
1334                 goto unlock;
1335         }
1336
1337         if (pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE) {
1338                 /*
1339                  * TODO: Handle HMM pages which may need coordination
1340                  * with device-side memory.
1341                  */
1342                 goto unlock;
1343         }
1344
1345         /*
1346          * Use this flag as an indication that the dax page has been
1347          * remapped UC to prevent speculative consumption of poison.
1348          */
1349         SetPageHWPoison(page);
1350
1351         /*
1352          * Unlike System-RAM there is no possibility to swap in a
1353          * different physical page at a given virtual address, so all
1354          * userspace consumption of ZONE_DEVICE memory necessitates
1355          * SIGBUS (i.e. MF_MUST_KILL)
1356          */
1357         flags |= MF_ACTION_REQUIRED | MF_MUST_KILL;
1358         collect_procs(page, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1359
1360         list_for_each_entry(tk, &tokill, nd)
1361                 if (tk->size_shift)
1362                         size = max(size, 1UL << tk->size_shift);
1363         if (size) {
1364                 /*
1365                  * Unmap the largest mapping to avoid breaking up
1366                  * device-dax mappings which are constant size. The
1367                  * actual size of the mapping being torn down is
1368                  * communicated in siginfo, see kill_proc()
1369                  */
1370                 start = (page->index << PAGE_SHIFT) & ~(size - 1);
1371                 unmap_mapping_range(page->mapping, start, size, 0);
1372         }
1373         kill_procs(&tokill, flags & MF_MUST_KILL, !unmap_success, pfn, flags);
1374         rc = 0;
1375 unlock:
1376         dax_unlock_page(page, cookie);
1377 out:
1378         /* drop pgmap ref acquired in caller */
1379         put_dev_pagemap(pgmap);
1380         action_result(pfn, MF_MSG_DAX, rc ? MF_FAILED : MF_RECOVERED);
1381         return rc;
1382 }
1383
1384 /**
1385  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1386  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1387  * @flags: fine tune action taken
1388  *
1389  * This function is called by the low level machine check code
1390  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1391  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1392  * dropping pages, killing processes etc.
1393  *
1394  * The function is primarily of use for corruptions that
1395  * happen outside the current execution context (e.g. when
1396  * detected by a background scrubber)
1397  *
1398  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1399  * enabled and no spinlocks hold.
1400  */
1401 int memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
1402 {
1403         struct page *p;
1404         struct page *hpage;
1405         struct page *orig_head;
1406         struct dev_pagemap *pgmap;
1407         int res;
1408         unsigned long page_flags;
1409         bool retry = true;
1410
1411         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1412                 panic("Memory failure on page %lx", pfn);
1413
1414         p = pfn_to_online_page(pfn);
1415         if (!p) {
1416                 if (pfn_valid(pfn)) {
1417                         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
1418                         if (pgmap)
1419                                 return memory_failure_dev_pagemap(pfn, flags,
1420                                                                   pgmap);
1421                 }
1422                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1423                         pfn);
1424                 return -ENXIO;
1425         }
1426
1427 try_again:
1428         if (PageHuge(p))
1429                 return memory_failure_hugetlb(pfn, flags);
1430         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1431                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1432                         pfn);
1433                 return 0;
1434         }
1435
1436         orig_head = hpage = compound_head(p);
1437         num_poisoned_pages_inc();
1438
1439         /*
1440          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1441          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1442          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1443          * 2) it's part of a non-compound high order page.
1444          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1445          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1446          *    used and will be freed some time later.
1447          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1448          * that may make page_ref_freeze()/page_ref_unfreeze() mismatch.
1449          */
1450         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p, flags, 0)) {
1451                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1452                         if (take_page_off_buddy(p)) {
1453                                 page_ref_inc(p);
1454                                 res = MF_RECOVERED;
1455                         } else {
1456                                 /* We lost the race, try again */
1457                                 if (retry) {
1458                                         ClearPageHWPoison(p);
1459                                         num_poisoned_pages_dec();
1460                                         retry = false;
1461                                         goto try_again;
1462                                 }
1463                                 res = MF_FAILED;
1464                         }
1465                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, res);
1466                         return res == MF_RECOVERED ? 0 : -EBUSY;
1467                 } else {
1468                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1469                         return -EBUSY;
1470                 }
1471         }
1472
1473         if (PageTransHuge(hpage)) {
1474                 if (try_to_split_thp_page(p, "Memory Failure") < 0) {
1475                         action_result(pfn, MF_MSG_UNSPLIT_THP, MF_IGNORED);
1476                         return -EBUSY;
1477                 }
1478                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1479         }
1480
1481         /*
1482          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1483          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1484          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1485          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1486          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1487          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1488          */
1489         shake_page(p, 0);
1490
1491         lock_page(p);
1492
1493         /*
1494          * The page could have changed compound pages during the locking.
1495          * If this happens just bail out.
1496          */
1497         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1498                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1499                 res = -EBUSY;
1500                 goto out;
1501         }
1502
1503         /*
1504          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1505          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1506          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1507          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1508          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1509          */
1510         page_flags = p->flags;
1511
1512         /*
1513          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1514          */
1515         if (!PageHWPoison(p)) {
1516                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1517                 num_poisoned_pages_dec();
1518                 unlock_page(p);
1519                 put_page(p);
1520                 return 0;
1521         }
1522         if (hwpoison_filter(p)) {
1523                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1524                         num_poisoned_pages_dec();
1525                 unlock_page(p);
1526                 put_page(p);
1527                 return 0;
1528         }
1529
1530         if (!PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1531                 goto identify_page_state;
1532
1533         /*
1534          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1535          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1536          */
1537         wait_on_page_writeback(p);
1538
1539         /*
1540          * Now take care of user space mappings.
1541          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1542          */
1543         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &p)) {
1544                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1545                 res = -EBUSY;
1546                 goto out;
1547         }
1548
1549         /*
1550          * Torn down by someone else?
1551          */
1552         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1553                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1554                 res = -EBUSY;
1555                 goto out;
1556         }
1557
1558 identify_page_state:
1559         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1560 out:
1561         unlock_page(p);
1562         return res;
1563 }
1564 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1565
1566 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1567 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1568
1569 struct memory_failure_entry {
1570         unsigned long pfn;
1571         int flags;
1572 };
1573
1574 struct memory_failure_cpu {
1575         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1576                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1577         spinlock_t lock;
1578         struct work_struct work;
1579 };
1580
1581 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1582
1583 /**
1584  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1585  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1586  * @flags: Flags for memory failure handling
1587  *
1588  * This function is called by the low level hardware error handler
1589  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1590  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1591  * processes etc.
1592  *
1593  * The function is primarily of use for corruptions that
1594  * happen outside the current execution context (e.g. when
1595  * detected by a background scrubber)
1596  *
1597  * Can run in IRQ context.
1598  */
1599 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
1600 {
1601         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1602         unsigned long proc_flags;
1603         struct memory_failure_entry entry = {
1604                 .pfn =          pfn,
1605                 .flags =        flags,
1606         };
1607
1608         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1609         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1610         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1611                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1612         else
1613                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1614                        pfn);
1615         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1616         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1617 }
1618 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1619
1620 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1621 {
1622         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1623         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1624         unsigned long proc_flags;
1625         int gotten;
1626
1627         mf_cpu = container_of(work, struct memory_failure_cpu, work);
1628         for (;;) {
1629                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1630                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1631                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1632                 if (!gotten)
1633                         break;
1634                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1635                         soft_offline_page(entry.pfn, entry.flags);
1636                 else
1637                         memory_failure(entry.pfn, entry.flags);
1638         }
1639 }
1640
1641 /*
1642  * Process memory_failure work queued on the specified CPU.
1643  * Used to avoid return-to-userspace racing with the memory_failure workqueue.
1644  */
1645 void memory_failure_queue_kick(int cpu)
1646 {
1647         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1648
1649         mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1650         cancel_work_sync(&mf_cpu->work);
1651         memory_failure_work_func(&mf_cpu->work);
1652 }
1653
1654 static int __init memory_failure_init(void)
1655 {
1656         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1657         int cpu;
1658
1659         for_each_possible_cpu(cpu) {
1660                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1661                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1662                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1663                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1664         }
1665
1666         return 0;
1667 }
1668 core_initcall(memory_failure_init);
1669
1670 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1671 ({                                                      \
1672         if (__ratelimit(rs))                            \
1673                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1674 })
1675
1676 /**
1677  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1678  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1679  *
1680  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1681  * memory_failure() earlier.
1682  *
1683  * This is only done on the software-level, so it only works
1684  * for linux injected failures, not real hardware failures
1685  *
1686  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1687  */
1688 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1689 {
1690         struct page *page;
1691         struct page *p;
1692         int freeit = 0;
1693         unsigned long flags = 0;
1694         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1695                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1696
1697         if (!pfn_valid(pfn))
1698                 return -ENXIO;
1699
1700         p = pfn_to_page(pfn);
1701         page = compound_head(p);
1702
1703         if (!PageHWPoison(p)) {
1704                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1705                                  pfn, &unpoison_rs);
1706                 return 0;
1707         }
1708
1709         if (page_count(page) > 1) {
1710                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1711                                  pfn, &unpoison_rs);
1712                 return 0;
1713         }
1714
1715         if (page_mapped(page)) {
1716                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1717                                  pfn, &unpoison_rs);
1718                 return 0;
1719         }
1720
1721         if (page_mapping(page)) {
1722                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1723                                  pfn, &unpoison_rs);
1724                 return 0;
1725         }
1726
1727         /*
1728          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1729          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1730          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1731          */
1732         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1733                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1734                                  pfn, &unpoison_rs);
1735                 return 0;
1736         }
1737
1738         if (!get_hwpoison_page(p, flags, 0)) {
1739                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1740                         num_poisoned_pages_dec();
1741                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1742                                  pfn, &unpoison_rs);
1743                 return 0;
1744         }
1745
1746         lock_page(page);
1747         /*
1748          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1749          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1750          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1751          * the free buddy page pool.
1752          */
1753         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1754                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1755                                  pfn, &unpoison_rs);
1756                 num_poisoned_pages_dec();
1757                 freeit = 1;
1758         }
1759         unlock_page(page);
1760
1761         put_page(page);
1762         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1763                 put_page(page);
1764
1765         return 0;
1766 }
1767 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1768
1769 static bool isolate_page(struct page *page, struct list_head *pagelist)
1770 {
1771         bool isolated = false;
1772         bool lru = PageLRU(page);
1773
1774         if (PageHuge(page)) {
1775                 isolated = isolate_huge_page(page, pagelist);
1776         } else {
1777                 if (lru)
1778                         isolated = !isolate_lru_page(page);
1779                 else
1780                         isolated = !isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1781
1782                 if (isolated)
1783                         list_add(&page->lru, pagelist);
1784         }
1785
1786         if (isolated && lru)
1787                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1788                                     page_is_file_lru(page));
1789
1790         /*
1791          * If we succeed to isolate the page, we grabbed another refcount on
1792          * the page, so we can safely drop the one we got from get_any_pages().
1793          * If we failed to isolate the page, it means that we cannot go further
1794          * and we will return an error, so drop the reference we got from
1795          * get_any_pages() as well.
1796          */
1797         put_page(page);
1798         return isolated;
1799 }
1800
1801 /*
1802  * __soft_offline_page handles hugetlb-pages and non-hugetlb pages.
1803  * If the page is a non-dirty unmapped page-cache page, it simply invalidates.
1804  * If the page is mapped, it migrates the contents over.
1805  */
1806 static int __soft_offline_page(struct page *page)
1807 {
1808         int ret = 0;
1809         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1810         struct page *hpage = compound_head(page);
1811         char const *msg_page[] = {"page", "hugepage"};
1812         bool huge = PageHuge(page);
1813         LIST_HEAD(pagelist);
1814         struct migration_target_control mtc = {
1815                 .nid = NUMA_NO_NODE,
1816                 .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1817         };
1818
1819         /*
1820          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1821          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1822          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1823          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1824          */
1825         lock_page(page);
1826         if (!PageHuge(page))
1827                 wait_on_page_writeback(page);
1828         if (PageHWPoison(page)) {
1829                 unlock_page(page);
1830                 put_page(page);
1831                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1832                 return 0;
1833         }
1834
1835         if (!PageHuge(page))
1836                 /*
1837                  * Try to invalidate first. This should work for
1838                  * non dirty unmapped page cache pages.
1839                  */
1840                 ret = invalidate_inode_page(page);
1841         unlock_page(page);
1842
1843         /*
1844          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1845          * would need to fix isolation locking first.
1846          */
1847         if (ret) {
1848                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1849                 page_handle_poison(page, false, true);
1850                 return 0;
1851         }
1852
1853         if (isolate_page(hpage, &pagelist)) {
1854                 ret = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1855                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1856                 if (!ret) {
1857                         bool release = !huge;
1858
1859                         if (!page_handle_poison(page, huge, release))
1860                                 ret = -EBUSY;
1861                 } else {
1862                         if (!list_empty(&pagelist))
1863                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1864
1865                         pr_info("soft offline: %#lx: %s migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1866                                 pfn, msg_page[huge], ret, page->flags, &page->flags);
1867                         if (ret > 0)
1868                                 ret = -EBUSY;
1869                 }
1870         } else {
1871                 pr_info("soft offline: %#lx: %s isolation failed, page count %d, type %lx (%pGp)\n",
1872                         pfn, msg_page[huge], page_count(page), page->flags, &page->flags);
1873                 ret = -EBUSY;
1874         }
1875         return ret;
1876 }
1877
1878 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page)
1879 {
1880         struct page *hpage = compound_head(page);
1881
1882         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage))
1883                 if (try_to_split_thp_page(page, "soft offline") < 0)
1884                         return -EBUSY;
1885         return __soft_offline_page(page);
1886 }
1887
1888 static int soft_offline_free_page(struct page *page)
1889 {
1890         int rc = 0;
1891
1892         if (!page_handle_poison(page, true, false))
1893                 rc = -EBUSY;
1894
1895         return rc;
1896 }
1897
1898 static void put_ref_page(struct page *page)
1899 {
1900         if (page)
1901                 put_page(page);
1902 }
1903
1904 /**
1905  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1906  * @pfn: pfn to soft-offline
1907  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1908  *
1909  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1910  *
1911  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1912  * without killing anything. This is for the case when
1913  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1914  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1915  * out.
1916  *
1917  * The actual policy on when to do that is maintained by
1918  * user space.
1919  *
1920  * This should never impact any application or cause data loss,
1921  * however it might take some time.
1922  *
1923  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1924  * ``good enough'' for the majority of memory.
1925  */
1926 int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags)
1927 {
1928         int ret;
1929         bool try_again = true;
1930         struct page *page, *ref_page = NULL;
1931
1932         WARN_ON_ONCE(!pfn_valid(pfn) && (flags & MF_COUNT_INCREASED));
1933
1934         if (!pfn_valid(pfn))
1935                 return -ENXIO;
1936         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1937                 ref_page = pfn_to_page(pfn);
1938
1939         /* Only online pages can be soft-offlined (esp., not ZONE_DEVICE). */
1940         page = pfn_to_online_page(pfn);
1941         if (!page) {
1942                 put_ref_page(ref_page);
1943                 return -EIO;
1944         }
1945
1946         if (PageHWPoison(page)) {
1947                 pr_info("%s: %#lx page already poisoned\n", __func__, pfn);
1948                 put_ref_page(ref_page);
1949                 return 0;
1950         }
1951
1952 retry:
1953         get_online_mems();
1954         ret = get_hwpoison_page(page, flags, MF_SOFT_OFFLINE);
1955         put_online_mems();
1956
1957         if (ret > 0) {
1958                 ret = soft_offline_in_use_page(page);
1959         } else if (ret == 0) {
1960                 if (soft_offline_free_page(page) && try_again) {
1961                         try_again = false;
1962                         goto retry;
1963                 }
1964         } else if (ret == -EIO) {
1965                 pr_info("%s: %#lx: unknown page type: %lx (%pGp)\n",
1966                          __func__, pfn, page->flags, &page->flags);
1967         }
1968
1969         return ret;
1970 }