mm: memmap_init: iterate over memblock regions rather that check each PFN
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memory-failure.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Copyright (C) 2008, 2009 Intel Corporation
4  * Authors: Andi Kleen, Fengguang Wu
5  *
6  * High level machine check handler. Handles pages reported by the
7  * hardware as being corrupted usually due to a multi-bit ECC memory or cache
8  * failure.
9  * 
10  * In addition there is a "soft offline" entry point that allows stop using
11  * not-yet-corrupted-by-suspicious pages without killing anything.
12  *
13  * Handles page cache pages in various states.  The tricky part
14  * here is that we can access any page asynchronously in respect to 
15  * other VM users, because memory failures could happen anytime and 
16  * anywhere. This could violate some of their assumptions. This is why 
17  * this code has to be extremely careful. Generally it tries to use 
18  * normal locking rules, as in get the standard locks, even if that means 
19  * the error handling takes potentially a long time.
20  *
21  * It can be very tempting to add handling for obscure cases here.
22  * In general any code for handling new cases should only be added iff:
23  * - You know how to test it.
24  * - You have a test that can be added to mce-test
25  *   https://git.kernel.org/cgit/utils/cpu/mce/mce-test.git/
26  * - The case actually shows up as a frequent (top 10) page state in
27  *   tools/vm/page-types when running a real workload.
28  * 
29  * There are several operations here with exponential complexity because
30  * of unsuitable VM data structures. For example the operation to map back 
31  * from RMAP chains to processes has to walk the complete process list and 
32  * has non linear complexity with the number. But since memory corruptions
33  * are rare we hope to get away with this. This avoids impacting the core 
34  * VM.
35  */
36 #include <linux/kernel.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/kernel-page-flags.h>
40 #include <linux/sched/signal.h>
41 #include <linux/sched/task.h>
42 #include <linux/ksm.h>
43 #include <linux/rmap.h>
44 #include <linux/export.h>
45 #include <linux/pagemap.h>
46 #include <linux/swap.h>
47 #include <linux/backing-dev.h>
48 #include <linux/migrate.h>
49 #include <linux/suspend.h>
50 #include <linux/slab.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/hugetlb.h>
53 #include <linux/memory_hotplug.h>
54 #include <linux/mm_inline.h>
55 #include <linux/memremap.h>
56 #include <linux/kfifo.h>
57 #include <linux/ratelimit.h>
58 #include <linux/page-isolation.h>
59 #include "internal.h"
60 #include "ras/ras_event.h"
61
62 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
63
64 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
65
66 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
67
68 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
69
70 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
71 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
72 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
73 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
74 u64 hwpoison_filter_flags_value;
75 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
80
81 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
82 {
83         struct address_space *mapping;
84         dev_t dev;
85
86         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
87             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
88                 return 0;
89
90         /*
91          * page_mapping() does not accept slab pages.
92          */
93         if (PageSlab(p))
94                 return -EINVAL;
95
96         mapping = page_mapping(p);
97         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
98                 return -EINVAL;
99
100         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
101         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
102             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
103                 return -EINVAL;
104         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
105             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
106                 return -EINVAL;
107
108         return 0;
109 }
110
111 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
112 {
113         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
114                 return 0;
115
116         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
117                                     hwpoison_filter_flags_value)
118                 return 0;
119         else
120                 return -EINVAL;
121 }
122
123 /*
124  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
125  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
126  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
127  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
128  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
129  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
130  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
131  * a freed page.
132  */
133 #ifdef CONFIG_MEMCG
134 u64 hwpoison_filter_memcg;
135 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
136 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
137 {
138         if (!hwpoison_filter_memcg)
139                 return 0;
140
141         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
142                 return -EINVAL;
143
144         return 0;
145 }
146 #else
147 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
148 #endif
149
150 int hwpoison_filter(struct page *p)
151 {
152         if (!hwpoison_filter_enable)
153                 return 0;
154
155         if (hwpoison_filter_dev(p))
156                 return -EINVAL;
157
158         if (hwpoison_filter_flags(p))
159                 return -EINVAL;
160
161         if (hwpoison_filter_task(p))
162                 return -EINVAL;
163
164         return 0;
165 }
166 #else
167 int hwpoison_filter(struct page *p)
168 {
169         return 0;
170 }
171 #endif
172
173 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
174
175 /*
176  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
177  * the page.
178  *
179  * General strategy:
180  * Find all processes having the page mapped and kill them.
181  * But we keep a page reference around so that the page is not
182  * actually freed yet.
183  * Then stash the page away
184  *
185  * There's no convenient way to get back to mapped processes
186  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
187  * running processes.
188  *
189  * Remember that machine checks are not common (or rather
190  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
191  * be a performance issue.
192  *
193  * Also there are some races possible while we get from the
194  * error detection to actually handle it.
195  */
196
197 struct to_kill {
198         struct list_head nd;
199         struct task_struct *tsk;
200         unsigned long addr;
201         short size_shift;
202 };
203
204 /*
205  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
206  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
207  * ``action required'' if error happened in current execution context
208  */
209 static int kill_proc(struct to_kill *tk, unsigned long pfn, int flags)
210 {
211         struct task_struct *t = tk->tsk;
212         short addr_lsb = tk->size_shift;
213         int ret = 0;
214
215         if ((t->mm == current->mm) || !(flags & MF_ACTION_REQUIRED))
216                 pr_err("Memory failure: %#lx: Sending SIGBUS to %s:%d due to hardware memory corruption\n",
217                         pfn, t->comm, t->pid);
218
219         if (flags & MF_ACTION_REQUIRED) {
220                 if (t->mm == current->mm)
221                         ret = force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR,
222                                          (void __user *)tk->addr, addr_lsb);
223                 /* send no signal to non-current processes */
224         } else {
225                 /*
226                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
227                  * can be temporarily blocked.
228                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
229                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
230                  */
231                 ret = send_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AO, (void __user *)tk->addr,
232                                       addr_lsb, t);  /* synchronous? */
233         }
234         if (ret < 0)
235                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
236                         t->comm, t->pid, ret);
237         return ret;
238 }
239
240 /*
241  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
242  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
243  */
244 void shake_page(struct page *p, int access)
245 {
246         if (PageHuge(p))
247                 return;
248
249         if (!PageSlab(p)) {
250                 lru_add_drain_all();
251                 if (PageLRU(p))
252                         return;
253                 drain_all_pages(page_zone(p));
254                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
255                         return;
256         }
257
258         /*
259          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
260          * other caches) if access is not potentially fatal.
261          */
262         if (access)
263                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
264 }
265 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
266
267 static unsigned long dev_pagemap_mapping_shift(struct page *page,
268                 struct vm_area_struct *vma)
269 {
270         unsigned long address = vma_address(page, vma);
271         pgd_t *pgd;
272         p4d_t *p4d;
273         pud_t *pud;
274         pmd_t *pmd;
275         pte_t *pte;
276
277         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, address);
278         if (!pgd_present(*pgd))
279                 return 0;
280         p4d = p4d_offset(pgd, address);
281         if (!p4d_present(*p4d))
282                 return 0;
283         pud = pud_offset(p4d, address);
284         if (!pud_present(*pud))
285                 return 0;
286         if (pud_devmap(*pud))
287                 return PUD_SHIFT;
288         pmd = pmd_offset(pud, address);
289         if (!pmd_present(*pmd))
290                 return 0;
291         if (pmd_devmap(*pmd))
292                 return PMD_SHIFT;
293         pte = pte_offset_map(pmd, address);
294         if (!pte_present(*pte))
295                 return 0;
296         if (pte_devmap(*pte))
297                 return PAGE_SHIFT;
298         return 0;
299 }
300
301 /*
302  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
303  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
304  */
305
306 /*
307  * Schedule a process for later kill.
308  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
309  */
310 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
311                        struct vm_area_struct *vma,
312                        struct list_head *to_kill)
313 {
314         struct to_kill *tk;
315
316         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
317         if (!tk) {
318                 pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
319                 return;
320         }
321
322         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
323         if (is_zone_device_page(p))
324                 tk->size_shift = dev_pagemap_mapping_shift(p, vma);
325         else
326                 tk->size_shift = page_shift(compound_head(p));
327
328         /*
329          * Send SIGKILL if "tk->addr == -EFAULT". Also, as
330          * "tk->size_shift" is always non-zero for !is_zone_device_page(),
331          * so "tk->size_shift == 0" effectively checks no mapping on
332          * ZONE_DEVICE. Indeed, when a devdax page is mmapped N times
333          * to a process' address space, it's possible not all N VMAs
334          * contain mappings for the page, but at least one VMA does.
335          * Only deliver SIGBUS with payload derived from the VMA that
336          * has a mapping for the page.
337          */
338         if (tk->addr == -EFAULT) {
339                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
340                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
341         } else if (tk->size_shift == 0) {
342                 kfree(tk);
343                 return;
344         }
345
346         get_task_struct(tsk);
347         tk->tsk = tsk;
348         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
349 }
350
351 /*
352  * Kill the processes that have been collected earlier.
353  *
354  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
355  * (this is used for clean pages which do not need killing)
356  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
357  * wrong earlier.
358  */
359 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, bool fail,
360                 unsigned long pfn, int flags)
361 {
362         struct to_kill *tk, *next;
363
364         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
365                 if (forcekill) {
366                         /*
367                          * In case something went wrong with munmapping
368                          * make sure the process doesn't catch the
369                          * signal and then access the memory. Just kill it.
370                          */
371                         if (fail || tk->addr == -EFAULT) {
372                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
373                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
374                                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV,
375                                                  tk->tsk, PIDTYPE_PID);
376                         }
377
378                         /*
379                          * In theory the process could have mapped
380                          * something else on the address in-between. We could
381                          * check for that, but we need to tell the
382                          * process anyways.
383                          */
384                         else if (kill_proc(tk, pfn, flags) < 0)
385                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
386                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
387                 }
388                 put_task_struct(tk->tsk);
389                 kfree(tk);
390         }
391 }
392
393 /*
394  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
395  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
396  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
397  *
398  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
399  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
400  */
401 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
402 {
403         struct task_struct *t;
404
405         for_each_thread(tsk, t)
406                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
407                         return t;
408         return NULL;
409 }
410
411 /*
412  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
413  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
414  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
415  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
416  */
417 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
418                                            int force_early)
419 {
420         struct task_struct *t;
421         if (!tsk->mm)
422                 return NULL;
423         if (force_early)
424                 return tsk;
425         t = find_early_kill_thread(tsk);
426         if (t)
427                 return t;
428         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
429                 return tsk;
430         return NULL;
431 }
432
433 /*
434  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
435  */
436 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
437                                 int force_early)
438 {
439         struct vm_area_struct *vma;
440         struct task_struct *tsk;
441         struct anon_vma *av;
442         pgoff_t pgoff;
443
444         av = page_lock_anon_vma_read(page);
445         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
446                 return;
447
448         pgoff = page_to_pgoff(page);
449         read_lock(&tasklist_lock);
450         for_each_process (tsk) {
451                 struct anon_vma_chain *vmac;
452                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
453
454                 if (!t)
455                         continue;
456                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
457                                                pgoff, pgoff) {
458                         vma = vmac->vma;
459                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
460                                 continue;
461                         if (vma->vm_mm == t->mm)
462                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill);
463                 }
464         }
465         read_unlock(&tasklist_lock);
466         page_unlock_anon_vma_read(av);
467 }
468
469 /*
470  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
471  */
472 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
473                                 int force_early)
474 {
475         struct vm_area_struct *vma;
476         struct task_struct *tsk;
477         struct address_space *mapping = page->mapping;
478
479         i_mmap_lock_read(mapping);
480         read_lock(&tasklist_lock);
481         for_each_process(tsk) {
482                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
483                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
484
485                 if (!t)
486                         continue;
487                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
488                                       pgoff) {
489                         /*
490                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
491                          * the page but the corrupted page is not necessarily
492                          * mapped it in its pte.
493                          * Assume applications who requested early kill want
494                          * to be informed of all such data corruptions.
495                          */
496                         if (vma->vm_mm == t->mm)
497                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill);
498                 }
499         }
500         read_unlock(&tasklist_lock);
501         i_mmap_unlock_read(mapping);
502 }
503
504 /*
505  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
506  */
507 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
508                                 int force_early)
509 {
510         if (!page->mapping)
511                 return;
512
513         if (PageAnon(page))
514                 collect_procs_anon(page, tokill, force_early);
515         else
516                 collect_procs_file(page, tokill, force_early);
517 }
518
519 static const char *action_name[] = {
520         [MF_IGNORED] = "Ignored",
521         [MF_FAILED] = "Failed",
522         [MF_DELAYED] = "Delayed",
523         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
524 };
525
526 static const char * const action_page_types[] = {
527         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
528         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
529         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
530         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
531         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
532         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
533         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
534         [MF_MSG_NON_PMD_HUGE]           = "non-pmd-sized huge page",
535         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
536         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
537         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
538         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
539         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
540         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
541         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
542         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
543         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
544         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
545         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
546         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
547         [MF_MSG_DAX]                    = "dax page",
548         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
549 };
550
551 /*
552  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
553  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
554  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
555  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
556  */
557 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
558 {
559         if (!isolate_lru_page(p)) {
560                 /*
561                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
562                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
563                  */
564                 ClearPageActive(p);
565                 ClearPageUnevictable(p);
566
567                 /*
568                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
569                  * to uncharge it manually from its memcg.
570                  */
571                 mem_cgroup_uncharge(p);
572
573                 /*
574                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
575                  */
576                 put_page(p);
577                 return 0;
578         }
579         return -EIO;
580 }
581
582 static int truncate_error_page(struct page *p, unsigned long pfn,
583                                 struct address_space *mapping)
584 {
585         int ret = MF_FAILED;
586
587         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
588                 int err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
589
590                 if (err != 0) {
591                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
592                                 pfn, err);
593                 } else if (page_has_private(p) &&
594                            !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
595                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
596                                 pfn);
597                 } else {
598                         ret = MF_RECOVERED;
599                 }
600         } else {
601                 /*
602                  * If the file system doesn't support it just invalidate
603                  * This fails on dirty or anything with private pages
604                  */
605                 if (invalidate_inode_page(p))
606                         ret = MF_RECOVERED;
607                 else
608                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
609                                 pfn);
610         }
611
612         return ret;
613 }
614
615 /*
616  * Error hit kernel page.
617  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
618  * could be more sophisticated.
619  */
620 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
621 {
622         return MF_IGNORED;
623 }
624
625 /*
626  * Page in unknown state. Do nothing.
627  */
628 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
629 {
630         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
631         return MF_FAILED;
632 }
633
634 /*
635  * Clean (or cleaned) page cache page.
636  */
637 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
638 {
639         struct address_space *mapping;
640
641         delete_from_lru_cache(p);
642
643         /*
644          * For anonymous pages we're done the only reference left
645          * should be the one m_f() holds.
646          */
647         if (PageAnon(p))
648                 return MF_RECOVERED;
649
650         /*
651          * Now truncate the page in the page cache. This is really
652          * more like a "temporary hole punch"
653          * Don't do this for block devices when someone else
654          * has a reference, because it could be file system metadata
655          * and that's not safe to truncate.
656          */
657         mapping = page_mapping(p);
658         if (!mapping) {
659                 /*
660                  * Page has been teared down in the meanwhile
661                  */
662                 return MF_FAILED;
663         }
664
665         /*
666          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
667          *
668          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
669          */
670         return truncate_error_page(p, pfn, mapping);
671 }
672
673 /*
674  * Dirty pagecache page
675  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
676  * propagated.
677  */
678 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
679 {
680         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
681
682         SetPageError(p);
683         /* TBD: print more information about the file. */
684         if (mapping) {
685                 /*
686                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
687                  * who check the mapping.
688                  * This way the application knows that something went
689                  * wrong with its dirty file data.
690                  *
691                  * There's one open issue:
692                  *
693                  * The EIO will be only reported on the next IO
694                  * operation and then cleared through the IO map.
695                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
696                  * first through the AS_EIO flag in the address space
697                  * and then through the PageError flag in the page.
698                  * Since we drop pages on memory failure handling the
699                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
700                  *
701                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
702                  * the first operation that returns an error, while
703                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
704                  * when the page is reread or dropped.  If an
705                  * application assumes it will always get error on
706                  * fsync, but does other operations on the fd before
707                  * and the page is dropped between then the error
708                  * will not be properly reported.
709                  *
710                  * This can already happen even without hwpoisoned
711                  * pages: first on metadata IO errors (which only
712                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
713                  * at the wrong time.
714                  *
715                  * So right now we assume that the application DTRT on
716                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
717                  * of the kernel.
718                  */
719                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
720         }
721
722         return me_pagecache_clean(p, pfn);
723 }
724
725 /*
726  * Clean and dirty swap cache.
727  *
728  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
729  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
730  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
731  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
732  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
733  * and then
734  *      - clear dirty bit to prevent IO
735  *      - remove from LRU
736  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
737  *        a later page fault, we know the application is accessing
738  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
739  *        interception code in do_swap_page to catch it).
740  *
741  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
742  * bring in the known good data from disk.
743  */
744 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
745 {
746         ClearPageDirty(p);
747         /* Trigger EIO in shmem: */
748         ClearPageUptodate(p);
749
750         if (!delete_from_lru_cache(p))
751                 return MF_DELAYED;
752         else
753                 return MF_FAILED;
754 }
755
756 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
757 {
758         delete_from_swap_cache(p);
759
760         if (!delete_from_lru_cache(p))
761                 return MF_RECOVERED;
762         else
763                 return MF_FAILED;
764 }
765
766 /*
767  * Huge pages. Needs work.
768  * Issues:
769  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
770  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
771  */
772 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
773 {
774         int res = 0;
775         struct page *hpage = compound_head(p);
776         struct address_space *mapping;
777
778         if (!PageHuge(hpage))
779                 return MF_DELAYED;
780
781         mapping = page_mapping(hpage);
782         if (mapping) {
783                 res = truncate_error_page(hpage, pfn, mapping);
784         } else {
785                 unlock_page(hpage);
786                 /*
787                  * migration entry prevents later access on error anonymous
788                  * hugepage, so we can free and dissolve it into buddy to
789                  * save healthy subpages.
790                  */
791                 if (PageAnon(hpage))
792                         put_page(hpage);
793                 dissolve_free_huge_page(p);
794                 res = MF_RECOVERED;
795                 lock_page(hpage);
796         }
797
798         return res;
799 }
800
801 /*
802  * Various page states we can handle.
803  *
804  * A page state is defined by its current page->flags bits.
805  * The table matches them in order and calls the right handler.
806  *
807  * This is quite tricky because we can access page at any time
808  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
809  *
810  * This is not complete. More states could be added.
811  * For any missing state don't attempt recovery.
812  */
813
814 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
815 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
816 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
817 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
818 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
819 #define lru             (1UL << PG_lru)
820 #define head            (1UL << PG_head)
821 #define slab            (1UL << PG_slab)
822 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
823
824 static struct page_state {
825         unsigned long mask;
826         unsigned long res;
827         enum mf_action_page_type type;
828         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
829 } error_states[] = {
830         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
831         /*
832          * free pages are specially detected outside this table:
833          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
834          */
835
836         /*
837          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
838          * currently unused objects without touching them. But just
839          * treat it as standard kernel for now.
840          */
841         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
842
843         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
844
845         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
846         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
847
848         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
849         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
850
851         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
852         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
853
854         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
855         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
856
857         /*
858          * Catchall entry: must be at end.
859          */
860         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
861 };
862
863 #undef dirty
864 #undef sc
865 #undef unevict
866 #undef mlock
867 #undef writeback
868 #undef lru
869 #undef head
870 #undef slab
871 #undef reserved
872
873 /*
874  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
875  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
876  */
877 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
878                           enum mf_result result)
879 {
880         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
881
882         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
883                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
884 }
885
886 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
887                         unsigned long pfn)
888 {
889         int result;
890         int count;
891
892         result = ps->action(p, pfn);
893
894         count = page_count(p) - 1;
895         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
896                 count--;
897         if (count > 0) {
898                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
899                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
900                 result = MF_FAILED;
901         }
902         action_result(pfn, ps->type, result);
903
904         /* Could do more checks here if page looks ok */
905         /*
906          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
907          */
908
909         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
910 }
911
912 /**
913  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
914  * @page:       raw error page (hit by memory error)
915  *
916  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
917  * non-zero value.)
918  */
919 int get_hwpoison_page(struct page *page)
920 {
921         struct page *head = compound_head(page);
922
923         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
924                 /*
925                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
926                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
927                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
928                  * tries to touch the "partially handled" page.
929                  */
930                 if (!PageAnon(head)) {
931                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
932                                 page_to_pfn(page));
933                         return 0;
934                 }
935         }
936
937         if (get_page_unless_zero(head)) {
938                 if (head == compound_head(page))
939                         return 1;
940
941                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
942                         page_to_pfn(page));
943                 put_page(head);
944         }
945
946         return 0;
947 }
948 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
949
950 /*
951  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
952  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
953  */
954 static bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
955                                   int flags, struct page **hpagep)
956 {
957         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
958         struct address_space *mapping;
959         LIST_HEAD(tokill);
960         bool unmap_success = true;
961         int kill = 1, forcekill;
962         struct page *hpage = *hpagep;
963         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
964
965         /*
966          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
967          * other types of pages.
968          */
969         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
970                 return true;
971         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
972                 return true;
973
974         /*
975          * This check implies we don't kill processes if their pages
976          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
977          */
978         if (!page_mapped(hpage))
979                 return true;
980
981         if (PageKsm(p)) {
982                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
983                 return false;
984         }
985
986         if (PageSwapCache(p)) {
987                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
988                         pfn);
989                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
990         }
991
992         /*
993          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
994          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
995          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
996          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
997          */
998         mapping = page_mapping(hpage);
999         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
1000             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
1001                 if (page_mkclean(hpage)) {
1002                         SetPageDirty(hpage);
1003                 } else {
1004                         kill = 0;
1005                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1006                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
1007                                 pfn);
1008                 }
1009         }
1010
1011         /*
1012          * First collect all the processes that have the page
1013          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1014          * because ttu takes the rmap data structures down.
1015          *
1016          * Error handling: We ignore errors here because
1017          * there's nothing that can be done.
1018          */
1019         if (kill)
1020                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1021
1022         if (!PageHuge(hpage)) {
1023                 unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
1024         } else {
1025                 /*
1026                  * For hugetlb pages, try_to_unmap could potentially call
1027                  * huge_pmd_unshare.  Because of this, take semaphore in
1028                  * write mode here and set TTU_RMAP_LOCKED to indicate we
1029                  * have taken the lock at this higer level.
1030                  *
1031                  * Note that the call to hugetlb_page_mapping_lock_write
1032                  * is necessary even if mapping is already set.  It handles
1033                  * ugliness of potentially having to drop page lock to obtain
1034                  * i_mmap_rwsem.
1035                  */
1036                 mapping = hugetlb_page_mapping_lock_write(hpage);
1037
1038                 if (mapping) {
1039                         unmap_success = try_to_unmap(hpage,
1040                                                      ttu|TTU_RMAP_LOCKED);
1041                         i_mmap_unlock_write(mapping);
1042                 } else {
1043                         pr_info("Memory failure: %#lx: could not find mapping for mapped huge page\n",
1044                                 pfn);
1045                         unmap_success = false;
1046                 }
1047         }
1048         if (!unmap_success)
1049                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1050                        pfn, page_mapcount(hpage));
1051
1052         /*
1053          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
1054          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
1055          */
1056         if (mlocked)
1057                 shake_page(hpage, 0);
1058
1059         /*
1060          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1061          * struct page and all unmaps done we can decide if
1062          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1063          * was dirty or the process is not restartable,
1064          * otherwise the tokill list is merely
1065          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1066          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1067          * any accesses to the poisoned memory.
1068          */
1069         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1070         kill_procs(&tokill, forcekill, !unmap_success, pfn, flags);
1071
1072         return unmap_success;
1073 }
1074
1075 static int identify_page_state(unsigned long pfn, struct page *p,
1076                                 unsigned long page_flags)
1077 {
1078         struct page_state *ps;
1079
1080         /*
1081          * The first check uses the current page flags which may not have any
1082          * relevant information. The second check with the saved page flags is
1083          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1084          */
1085         for (ps = error_states;; ps++)
1086                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1087                         break;
1088
1089         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1090
1091         if (!ps->mask)
1092                 for (ps = error_states;; ps++)
1093                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1094                                 break;
1095         return page_action(ps, p, pfn);
1096 }
1097
1098 static int memory_failure_hugetlb(unsigned long pfn, int flags)
1099 {
1100         struct page *p = pfn_to_page(pfn);
1101         struct page *head = compound_head(p);
1102         int res;
1103         unsigned long page_flags;
1104
1105         if (TestSetPageHWPoison(head)) {
1106                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1107                        pfn);
1108                 return 0;
1109         }
1110
1111         num_poisoned_pages_inc();
1112
1113         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1114                 /*
1115                  * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1116                  */
1117                 lock_page(head);
1118                 if (PageHWPoison(head)) {
1119                         if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1120                             || (p != head && TestSetPageHWPoison(head))) {
1121                                 num_poisoned_pages_dec();
1122                                 unlock_page(head);
1123                                 return 0;
1124                         }
1125                 }
1126                 unlock_page(head);
1127                 dissolve_free_huge_page(p);
1128                 action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE, MF_DELAYED);
1129                 return 0;
1130         }
1131
1132         lock_page(head);
1133         page_flags = head->flags;
1134
1135         if (!PageHWPoison(head)) {
1136                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1137                 num_poisoned_pages_dec();
1138                 unlock_page(head);
1139                 put_hwpoison_page(head);
1140                 return 0;
1141         }
1142
1143         /*
1144          * TODO: hwpoison for pud-sized hugetlb doesn't work right now, so
1145          * simply disable it. In order to make it work properly, we need
1146          * make sure that:
1147          *  - conversion of a pud that maps an error hugetlb into hwpoison
1148          *    entry properly works, and
1149          *  - other mm code walking over page table is aware of pud-aligned
1150          *    hwpoison entries.
1151          */
1152         if (huge_page_size(page_hstate(head)) > PMD_SIZE) {
1153                 action_result(pfn, MF_MSG_NON_PMD_HUGE, MF_IGNORED);
1154                 res = -EBUSY;
1155                 goto out;
1156         }
1157
1158         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &head)) {
1159                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1160                 res = -EBUSY;
1161                 goto out;
1162         }
1163
1164         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1165 out:
1166         unlock_page(head);
1167         return res;
1168 }
1169
1170 static int memory_failure_dev_pagemap(unsigned long pfn, int flags,
1171                 struct dev_pagemap *pgmap)
1172 {
1173         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1174         const bool unmap_success = true;
1175         unsigned long size = 0;
1176         struct to_kill *tk;
1177         LIST_HEAD(tokill);
1178         int rc = -EBUSY;
1179         loff_t start;
1180         dax_entry_t cookie;
1181
1182         /*
1183          * Prevent the inode from being freed while we are interrogating
1184          * the address_space, typically this would be handled by
1185          * lock_page(), but dax pages do not use the page lock. This
1186          * also prevents changes to the mapping of this pfn until
1187          * poison signaling is complete.
1188          */
1189         cookie = dax_lock_page(page);
1190         if (!cookie)
1191                 goto out;
1192
1193         if (hwpoison_filter(page)) {
1194                 rc = 0;
1195                 goto unlock;
1196         }
1197
1198         if (pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE) {
1199                 /*
1200                  * TODO: Handle HMM pages which may need coordination
1201                  * with device-side memory.
1202                  */
1203                 goto unlock;
1204         }
1205
1206         /*
1207          * Use this flag as an indication that the dax page has been
1208          * remapped UC to prevent speculative consumption of poison.
1209          */
1210         SetPageHWPoison(page);
1211
1212         /*
1213          * Unlike System-RAM there is no possibility to swap in a
1214          * different physical page at a given virtual address, so all
1215          * userspace consumption of ZONE_DEVICE memory necessitates
1216          * SIGBUS (i.e. MF_MUST_KILL)
1217          */
1218         flags |= MF_ACTION_REQUIRED | MF_MUST_KILL;
1219         collect_procs(page, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1220
1221         list_for_each_entry(tk, &tokill, nd)
1222                 if (tk->size_shift)
1223                         size = max(size, 1UL << tk->size_shift);
1224         if (size) {
1225                 /*
1226                  * Unmap the largest mapping to avoid breaking up
1227                  * device-dax mappings which are constant size. The
1228                  * actual size of the mapping being torn down is
1229                  * communicated in siginfo, see kill_proc()
1230                  */
1231                 start = (page->index << PAGE_SHIFT) & ~(size - 1);
1232                 unmap_mapping_range(page->mapping, start, start + size, 0);
1233         }
1234         kill_procs(&tokill, flags & MF_MUST_KILL, !unmap_success, pfn, flags);
1235         rc = 0;
1236 unlock:
1237         dax_unlock_page(page, cookie);
1238 out:
1239         /* drop pgmap ref acquired in caller */
1240         put_dev_pagemap(pgmap);
1241         action_result(pfn, MF_MSG_DAX, rc ? MF_FAILED : MF_RECOVERED);
1242         return rc;
1243 }
1244
1245 /**
1246  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1247  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1248  * @flags: fine tune action taken
1249  *
1250  * This function is called by the low level machine check code
1251  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1252  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1253  * dropping pages, killing processes etc.
1254  *
1255  * The function is primarily of use for corruptions that
1256  * happen outside the current execution context (e.g. when
1257  * detected by a background scrubber)
1258  *
1259  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1260  * enabled and no spinlocks hold.
1261  */
1262 int memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
1263 {
1264         struct page *p;
1265         struct page *hpage;
1266         struct page *orig_head;
1267         struct dev_pagemap *pgmap;
1268         int res;
1269         unsigned long page_flags;
1270
1271         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1272                 panic("Memory failure on page %lx", pfn);
1273
1274         p = pfn_to_online_page(pfn);
1275         if (!p) {
1276                 if (pfn_valid(pfn)) {
1277                         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
1278                         if (pgmap)
1279                                 return memory_failure_dev_pagemap(pfn, flags,
1280                                                                   pgmap);
1281                 }
1282                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1283                         pfn);
1284                 return -ENXIO;
1285         }
1286
1287         if (PageHuge(p))
1288                 return memory_failure_hugetlb(pfn, flags);
1289         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1290                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1291                         pfn);
1292                 return 0;
1293         }
1294
1295         orig_head = hpage = compound_head(p);
1296         num_poisoned_pages_inc();
1297
1298         /*
1299          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1300          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1301          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1302          * 2) it's part of a non-compound high order page.
1303          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1304          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1305          *    used and will be freed some time later.
1306          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1307          * that may make page_ref_freeze()/page_ref_unfreeze() mismatch.
1308          */
1309         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1310                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1311                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1312                         return 0;
1313                 } else {
1314                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1315                         return -EBUSY;
1316                 }
1317         }
1318
1319         if (PageTransHuge(hpage)) {
1320                 lock_page(p);
1321                 if (!PageAnon(p) || unlikely(split_huge_page(p))) {
1322                         unlock_page(p);
1323                         if (!PageAnon(p))
1324                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1325                                         pfn);
1326                         else
1327                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1328                                         pfn);
1329                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1330                                 num_poisoned_pages_dec();
1331                         put_hwpoison_page(p);
1332                         return -EBUSY;
1333                 }
1334                 unlock_page(p);
1335                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1336                 hpage = compound_head(p);
1337         }
1338
1339         /*
1340          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1341          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1342          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1343          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1344          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1345          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1346          */
1347         shake_page(p, 0);
1348         /* shake_page could have turned it free. */
1349         if (!PageLRU(p) && is_free_buddy_page(p)) {
1350                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1351                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1352                 else
1353                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND, MF_DELAYED);
1354                 return 0;
1355         }
1356
1357         lock_page(p);
1358
1359         /*
1360          * The page could have changed compound pages during the locking.
1361          * If this happens just bail out.
1362          */
1363         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1364                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1365                 res = -EBUSY;
1366                 goto out;
1367         }
1368
1369         /*
1370          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1371          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1372          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1373          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1374          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1375          */
1376         if (PageHuge(p))
1377                 page_flags = hpage->flags;
1378         else
1379                 page_flags = p->flags;
1380
1381         /*
1382          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1383          */
1384         if (!PageHWPoison(p)) {
1385                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1386                 num_poisoned_pages_dec();
1387                 unlock_page(p);
1388                 put_hwpoison_page(p);
1389                 return 0;
1390         }
1391         if (hwpoison_filter(p)) {
1392                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1393                         num_poisoned_pages_dec();
1394                 unlock_page(p);
1395                 put_hwpoison_page(p);
1396                 return 0;
1397         }
1398
1399         if (!PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1400                 goto identify_page_state;
1401
1402         /*
1403          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1404          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1405          */
1406         wait_on_page_writeback(p);
1407
1408         /*
1409          * Now take care of user space mappings.
1410          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1411          *
1412          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1413          * page after thp split.
1414          */
1415         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &hpage)) {
1416                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1417                 res = -EBUSY;
1418                 goto out;
1419         }
1420
1421         /*
1422          * Torn down by someone else?
1423          */
1424         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1425                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1426                 res = -EBUSY;
1427                 goto out;
1428         }
1429
1430 identify_page_state:
1431         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1432 out:
1433         unlock_page(p);
1434         return res;
1435 }
1436 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1437
1438 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1439 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1440
1441 struct memory_failure_entry {
1442         unsigned long pfn;
1443         int flags;
1444 };
1445
1446 struct memory_failure_cpu {
1447         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1448                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1449         spinlock_t lock;
1450         struct work_struct work;
1451 };
1452
1453 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1454
1455 /**
1456  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1457  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1458  * @flags: Flags for memory failure handling
1459  *
1460  * This function is called by the low level hardware error handler
1461  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1462  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1463  * processes etc.
1464  *
1465  * The function is primarily of use for corruptions that
1466  * happen outside the current execution context (e.g. when
1467  * detected by a background scrubber)
1468  *
1469  * Can run in IRQ context.
1470  */
1471 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
1472 {
1473         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1474         unsigned long proc_flags;
1475         struct memory_failure_entry entry = {
1476                 .pfn =          pfn,
1477                 .flags =        flags,
1478         };
1479
1480         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1481         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1482         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1483                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1484         else
1485                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1486                        pfn);
1487         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1488         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1489 }
1490 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1491
1492 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1493 {
1494         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1495         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1496         unsigned long proc_flags;
1497         int gotten;
1498
1499         mf_cpu = container_of(work, struct memory_failure_cpu, work);
1500         for (;;) {
1501                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1502                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1503                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1504                 if (!gotten)
1505                         break;
1506                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1507                         soft_offline_page(entry.pfn, entry.flags);
1508                 else
1509                         memory_failure(entry.pfn, entry.flags);
1510         }
1511 }
1512
1513 /*
1514  * Process memory_failure work queued on the specified CPU.
1515  * Used to avoid return-to-userspace racing with the memory_failure workqueue.
1516  */
1517 void memory_failure_queue_kick(int cpu)
1518 {
1519         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1520
1521         mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1522         cancel_work_sync(&mf_cpu->work);
1523         memory_failure_work_func(&mf_cpu->work);
1524 }
1525
1526 static int __init memory_failure_init(void)
1527 {
1528         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1529         int cpu;
1530
1531         for_each_possible_cpu(cpu) {
1532                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1533                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1534                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1535                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1536         }
1537
1538         return 0;
1539 }
1540 core_initcall(memory_failure_init);
1541
1542 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1543 ({                                                      \
1544         if (__ratelimit(rs))                            \
1545                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1546 })
1547
1548 /**
1549  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1550  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1551  *
1552  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1553  * memory_failure() earlier.
1554  *
1555  * This is only done on the software-level, so it only works
1556  * for linux injected failures, not real hardware failures
1557  *
1558  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1559  */
1560 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1561 {
1562         struct page *page;
1563         struct page *p;
1564         int freeit = 0;
1565         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1566                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1567
1568         if (!pfn_valid(pfn))
1569                 return -ENXIO;
1570
1571         p = pfn_to_page(pfn);
1572         page = compound_head(p);
1573
1574         if (!PageHWPoison(p)) {
1575                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1576                                  pfn, &unpoison_rs);
1577                 return 0;
1578         }
1579
1580         if (page_count(page) > 1) {
1581                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1582                                  pfn, &unpoison_rs);
1583                 return 0;
1584         }
1585
1586         if (page_mapped(page)) {
1587                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1588                                  pfn, &unpoison_rs);
1589                 return 0;
1590         }
1591
1592         if (page_mapping(page)) {
1593                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1594                                  pfn, &unpoison_rs);
1595                 return 0;
1596         }
1597
1598         /*
1599          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1600          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1601          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1602          */
1603         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1604                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1605                                  pfn, &unpoison_rs);
1606                 return 0;
1607         }
1608
1609         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1610                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1611                         num_poisoned_pages_dec();
1612                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1613                                  pfn, &unpoison_rs);
1614                 return 0;
1615         }
1616
1617         lock_page(page);
1618         /*
1619          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1620          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1621          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1622          * the free buddy page pool.
1623          */
1624         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1625                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1626                                  pfn, &unpoison_rs);
1627                 num_poisoned_pages_dec();
1628                 freeit = 1;
1629         }
1630         unlock_page(page);
1631
1632         put_hwpoison_page(page);
1633         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1634                 put_hwpoison_page(page);
1635
1636         return 0;
1637 }
1638 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1639
1640 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private)
1641 {
1642         int nid = page_to_nid(p);
1643
1644         return new_page_nodemask(p, nid, &node_states[N_MEMORY]);
1645 }
1646
1647 /*
1648  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1649  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1650  * that is not free, and 1 for any other page type.
1651  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1652  */
1653 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1654 {
1655         int ret;
1656
1657         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1658                 return 1;
1659
1660         /*
1661          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1662          * from free hugepage list.
1663          */
1664         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1665                 if (PageHuge(p)) {
1666                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1667                         ret = 0;
1668                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1669                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1670                         ret = 0;
1671                 } else {
1672                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1673                                 __func__, pfn, p->flags);
1674                         ret = -EIO;
1675                 }
1676         } else {
1677                 /* Not a free page */
1678                 ret = 1;
1679         }
1680         return ret;
1681 }
1682
1683 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1684 {
1685         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1686
1687         if (ret == 1 && !PageHuge(page) &&
1688             !PageLRU(page) && !__PageMovable(page)) {
1689                 /*
1690                  * Try to free it.
1691                  */
1692                 put_hwpoison_page(page);
1693                 shake_page(page, 1);
1694
1695                 /*
1696                  * Did it turn free?
1697                  */
1698                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1699                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1700                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1701                         put_hwpoison_page(page);
1702                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx (%pGp)\n",
1703                                 pfn, page->flags, &page->flags);
1704                         return -EIO;
1705                 }
1706         }
1707         return ret;
1708 }
1709
1710 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1711 {
1712         int ret;
1713         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1714         struct page *hpage = compound_head(page);
1715         LIST_HEAD(pagelist);
1716
1717         /*
1718          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1719          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1720          */
1721         lock_page(hpage);
1722         if (PageHWPoison(hpage)) {
1723                 unlock_page(hpage);
1724                 put_hwpoison_page(hpage);
1725                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1726                 return -EBUSY;
1727         }
1728         unlock_page(hpage);
1729
1730         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1731         /*
1732          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1733          * so need to drop one here.
1734          */
1735         put_hwpoison_page(hpage);
1736         if (!ret) {
1737                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1738                 return -EBUSY;
1739         }
1740
1741         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1742                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1743         if (ret) {
1744                 pr_info("soft offline: %#lx: hugepage migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1745                         pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1746                 if (!list_empty(&pagelist))
1747                         putback_movable_pages(&pagelist);
1748                 if (ret > 0)
1749                         ret = -EIO;
1750         } else {
1751                 /*
1752                  * We set PG_hwpoison only when the migration source hugepage
1753                  * was successfully dissolved, because otherwise hwpoisoned
1754                  * hugepage remains on free hugepage list, then userspace will
1755                  * find it as SIGBUS by allocation failure. That's not expected
1756                  * in soft-offlining.
1757                  */
1758                 ret = dissolve_free_huge_page(page);
1759                 if (!ret) {
1760                         if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1761                                 num_poisoned_pages_inc();
1762                         else
1763                                 ret = -EBUSY;
1764                 }
1765         }
1766         return ret;
1767 }
1768
1769 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1770 {
1771         int ret;
1772         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1773
1774         /*
1775          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1776          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1777          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1778          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1779          */
1780         lock_page(page);
1781         wait_on_page_writeback(page);
1782         if (PageHWPoison(page)) {
1783                 unlock_page(page);
1784                 put_hwpoison_page(page);
1785                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1786                 return -EBUSY;
1787         }
1788         /*
1789          * Try to invalidate first. This should work for
1790          * non dirty unmapped page cache pages.
1791          */
1792         ret = invalidate_inode_page(page);
1793         unlock_page(page);
1794         /*
1795          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1796          * would need to fix isolation locking first.
1797          */
1798         if (ret == 1) {
1799                 put_hwpoison_page(page);
1800                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1801                 SetPageHWPoison(page);
1802                 num_poisoned_pages_inc();
1803                 return 0;
1804         }
1805
1806         /*
1807          * Simple invalidation didn't work.
1808          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1809          * handles a large number of cases for us.
1810          */
1811         if (PageLRU(page))
1812                 ret = isolate_lru_page(page);
1813         else
1814                 ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1815         /*
1816          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1817          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1818          */
1819         put_hwpoison_page(page);
1820         if (!ret) {
1821                 LIST_HEAD(pagelist);
1822                 /*
1823                  * After isolated lru page, the PageLRU will be cleared,
1824                  * so use !__PageMovable instead for LRU page's mapping
1825                  * cannot have PAGE_MAPPING_MOVABLE.
1826                  */
1827                 if (!__PageMovable(page))
1828                         inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1829                                                 page_is_file_lru(page));
1830                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1831                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1832                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1833                 if (ret) {
1834                         if (!list_empty(&pagelist))
1835                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1836
1837                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1838                                 pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1839                         if (ret > 0)
1840                                 ret = -EIO;
1841                 }
1842         } else {
1843                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx (%pGp)\n",
1844                         pfn, ret, page_count(page), page->flags, &page->flags);
1845         }
1846         return ret;
1847 }
1848
1849 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1850 {
1851         int ret;
1852         int mt;
1853         struct page *hpage = compound_head(page);
1854
1855         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1856                 lock_page(page);
1857                 if (!PageAnon(page) || unlikely(split_huge_page(page))) {
1858                         unlock_page(page);
1859                         if (!PageAnon(page))
1860                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1861                         else
1862                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1863                         put_hwpoison_page(page);
1864                         return -EBUSY;
1865                 }
1866                 unlock_page(page);
1867         }
1868
1869         /*
1870          * Setting MIGRATE_ISOLATE here ensures that the page will be linked
1871          * to free list immediately (not via pcplist) when released after
1872          * successful page migration. Otherwise we can't guarantee that the
1873          * page is really free after put_page() returns, so
1874          * set_hwpoison_free_buddy_page() highly likely fails.
1875          */
1876         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1877         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
1878         if (PageHuge(page))
1879                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1880         else
1881                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1882         set_pageblock_migratetype(page, mt);
1883         return ret;
1884 }
1885
1886 static int soft_offline_free_page(struct page *page)
1887 {
1888         int rc = dissolve_free_huge_page(page);
1889
1890         if (!rc) {
1891                 if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1892                         num_poisoned_pages_inc();
1893                 else
1894                         rc = -EBUSY;
1895         }
1896         return rc;
1897 }
1898
1899 /**
1900  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1901  * @pfn: pfn to soft-offline
1902  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1903  *
1904  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1905  *
1906  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1907  * without killing anything. This is for the case when
1908  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1909  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1910  * out.
1911  *
1912  * The actual policy on when to do that is maintained by
1913  * user space.
1914  *
1915  * This should never impact any application or cause data loss,
1916  * however it might take some time.
1917  *
1918  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1919  * ``good enough'' for the majority of memory.
1920  */
1921 int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags)
1922 {
1923         int ret;
1924         struct page *page;
1925
1926         if (!pfn_valid(pfn))
1927                 return -ENXIO;
1928         /* Only online pages can be soft-offlined (esp., not ZONE_DEVICE). */
1929         page = pfn_to_online_page(pfn);
1930         if (!page)
1931                 return -EIO;
1932
1933         if (PageHWPoison(page)) {
1934                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1935                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1936                         put_hwpoison_page(page);
1937                 return -EBUSY;
1938         }
1939
1940         get_online_mems();
1941         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1942         put_online_mems();
1943
1944         if (ret > 0)
1945                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1946         else if (ret == 0)
1947                 ret = soft_offline_free_page(page);
1948
1949         return ret;
1950 }