f1aa6433f4041666ee94e2b586768a04cb9eca68
[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         pr_err("Memory failure: %#lx: Sending SIGBUS to %s:%d due to hardware memory corruption\n",
216                         pfn, t->comm, t->pid);
217
218         if (flags & MF_ACTION_REQUIRED) {
219                 WARN_ON_ONCE(t != current);
220                 ret = force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR,
221                                          (void __user *)tk->addr, addr_lsb);
222         } else {
223                 /*
224                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
225                  * can be temporarily blocked.
226                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
227                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
228                  */
229                 ret = send_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AO, (void __user *)tk->addr,
230                                       addr_lsb, t);  /* synchronous? */
231         }
232         if (ret < 0)
233                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
234                         t->comm, t->pid, ret);
235         return ret;
236 }
237
238 /*
239  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
240  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
241  */
242 void shake_page(struct page *p, int access)
243 {
244         if (PageHuge(p))
245                 return;
246
247         if (!PageSlab(p)) {
248                 lru_add_drain_all();
249                 if (PageLRU(p))
250                         return;
251                 drain_all_pages(page_zone(p));
252                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
253                         return;
254         }
255
256         /*
257          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
258          * other caches) if access is not potentially fatal.
259          */
260         if (access)
261                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
262 }
263 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
264
265 static unsigned long dev_pagemap_mapping_shift(struct page *page,
266                 struct vm_area_struct *vma)
267 {
268         unsigned long address = vma_address(page, vma);
269         pgd_t *pgd;
270         p4d_t *p4d;
271         pud_t *pud;
272         pmd_t *pmd;
273         pte_t *pte;
274
275         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, address);
276         if (!pgd_present(*pgd))
277                 return 0;
278         p4d = p4d_offset(pgd, address);
279         if (!p4d_present(*p4d))
280                 return 0;
281         pud = pud_offset(p4d, address);
282         if (!pud_present(*pud))
283                 return 0;
284         if (pud_devmap(*pud))
285                 return PUD_SHIFT;
286         pmd = pmd_offset(pud, address);
287         if (!pmd_present(*pmd))
288                 return 0;
289         if (pmd_devmap(*pmd))
290                 return PMD_SHIFT;
291         pte = pte_offset_map(pmd, address);
292         if (!pte_present(*pte))
293                 return 0;
294         if (pte_devmap(*pte))
295                 return PAGE_SHIFT;
296         return 0;
297 }
298
299 /*
300  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
301  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
302  */
303
304 /*
305  * Schedule a process for later kill.
306  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
307  */
308 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
309                        struct vm_area_struct *vma,
310                        struct list_head *to_kill)
311 {
312         struct to_kill *tk;
313
314         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
315         if (!tk) {
316                 pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
317                 return;
318         }
319
320         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
321         if (is_zone_device_page(p))
322                 tk->size_shift = dev_pagemap_mapping_shift(p, vma);
323         else
324                 tk->size_shift = page_shift(compound_head(p));
325
326         /*
327          * Send SIGKILL if "tk->addr == -EFAULT". Also, as
328          * "tk->size_shift" is always non-zero for !is_zone_device_page(),
329          * so "tk->size_shift == 0" effectively checks no mapping on
330          * ZONE_DEVICE. Indeed, when a devdax page is mmapped N times
331          * to a process' address space, it's possible not all N VMAs
332          * contain mappings for the page, but at least one VMA does.
333          * Only deliver SIGBUS with payload derived from the VMA that
334          * has a mapping for the page.
335          */
336         if (tk->addr == -EFAULT) {
337                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
338                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
339         } else if (tk->size_shift == 0) {
340                 kfree(tk);
341                 return;
342         }
343
344         get_task_struct(tsk);
345         tk->tsk = tsk;
346         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
347 }
348
349 /*
350  * Kill the processes that have been collected earlier.
351  *
352  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
353  * (this is used for clean pages which do not need killing)
354  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
355  * wrong earlier.
356  */
357 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, bool fail,
358                 unsigned long pfn, int flags)
359 {
360         struct to_kill *tk, *next;
361
362         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
363                 if (forcekill) {
364                         /*
365                          * In case something went wrong with munmapping
366                          * make sure the process doesn't catch the
367                          * signal and then access the memory. Just kill it.
368                          */
369                         if (fail || tk->addr == -EFAULT) {
370                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
371                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
372                                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV,
373                                                  tk->tsk, PIDTYPE_PID);
374                         }
375
376                         /*
377                          * In theory the process could have mapped
378                          * something else on the address in-between. We could
379                          * check for that, but we need to tell the
380                          * process anyways.
381                          */
382                         else if (kill_proc(tk, pfn, flags) < 0)
383                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
384                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
385                 }
386                 put_task_struct(tk->tsk);
387                 kfree(tk);
388         }
389 }
390
391 /*
392  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
393  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
394  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
395  *
396  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
397  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
398  */
399 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
400 {
401         struct task_struct *t;
402
403         for_each_thread(tsk, t) {
404                 if (t->flags & PF_MCE_PROCESS) {
405                         if (t->flags & PF_MCE_EARLY)
406                                 return t;
407                 } else {
408                         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
409                                 return t;
410                 }
411         }
412         return NULL;
413 }
414
415 /*
416  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
417  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
418  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
419  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
420  *
421  * Note that the above is true for Action Optional case, but not for Action
422  * Required case where SIGBUS should sent only to the current thread.
423  */
424 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
425                                            int force_early)
426 {
427         if (!tsk->mm)
428                 return NULL;
429         if (force_early) {
430                 /*
431                  * Comparing ->mm here because current task might represent
432                  * a subthread, while tsk always points to the main thread.
433                  */
434                 if (tsk->mm == current->mm)
435                         return current;
436                 else
437                         return NULL;
438         }
439         return find_early_kill_thread(tsk);
440 }
441
442 /*
443  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
444  */
445 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
446                                 int force_early)
447 {
448         struct vm_area_struct *vma;
449         struct task_struct *tsk;
450         struct anon_vma *av;
451         pgoff_t pgoff;
452
453         av = page_lock_anon_vma_read(page);
454         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
455                 return;
456
457         pgoff = page_to_pgoff(page);
458         read_lock(&tasklist_lock);
459         for_each_process (tsk) {
460                 struct anon_vma_chain *vmac;
461                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
462
463                 if (!t)
464                         continue;
465                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
466                                                pgoff, pgoff) {
467                         vma = vmac->vma;
468                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
469                                 continue;
470                         if (vma->vm_mm == t->mm)
471                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill);
472                 }
473         }
474         read_unlock(&tasklist_lock);
475         page_unlock_anon_vma_read(av);
476 }
477
478 /*
479  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
480  */
481 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
482                                 int force_early)
483 {
484         struct vm_area_struct *vma;
485         struct task_struct *tsk;
486         struct address_space *mapping = page->mapping;
487
488         i_mmap_lock_read(mapping);
489         read_lock(&tasklist_lock);
490         for_each_process(tsk) {
491                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
492                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
493
494                 if (!t)
495                         continue;
496                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
497                                       pgoff) {
498                         /*
499                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
500                          * the page but the corrupted page is not necessarily
501                          * mapped it in its pte.
502                          * Assume applications who requested early kill want
503                          * to be informed of all such data corruptions.
504                          */
505                         if (vma->vm_mm == t->mm)
506                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill);
507                 }
508         }
509         read_unlock(&tasklist_lock);
510         i_mmap_unlock_read(mapping);
511 }
512
513 /*
514  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
515  */
516 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
517                                 int force_early)
518 {
519         if (!page->mapping)
520                 return;
521
522         if (PageAnon(page))
523                 collect_procs_anon(page, tokill, force_early);
524         else
525                 collect_procs_file(page, tokill, force_early);
526 }
527
528 static const char *action_name[] = {
529         [MF_IGNORED] = "Ignored",
530         [MF_FAILED] = "Failed",
531         [MF_DELAYED] = "Delayed",
532         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
533 };
534
535 static const char * const action_page_types[] = {
536         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
537         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
538         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
539         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
540         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
541         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
542         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
543         [MF_MSG_NON_PMD_HUGE]           = "non-pmd-sized huge page",
544         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
545         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
546         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
547         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
548         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
549         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
550         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
551         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
552         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
553         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
554         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
555         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
556         [MF_MSG_DAX]                    = "dax page",
557         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
558 };
559
560 /*
561  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
562  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
563  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
564  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
565  */
566 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
567 {
568         if (!isolate_lru_page(p)) {
569                 /*
570                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
571                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
572                  */
573                 ClearPageActive(p);
574                 ClearPageUnevictable(p);
575
576                 /*
577                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
578                  * to uncharge it manually from its memcg.
579                  */
580                 mem_cgroup_uncharge(p);
581
582                 /*
583                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
584                  */
585                 put_page(p);
586                 return 0;
587         }
588         return -EIO;
589 }
590
591 static int truncate_error_page(struct page *p, unsigned long pfn,
592                                 struct address_space *mapping)
593 {
594         int ret = MF_FAILED;
595
596         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
597                 int err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
598
599                 if (err != 0) {
600                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
601                                 pfn, err);
602                 } else if (page_has_private(p) &&
603                            !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
604                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
605                                 pfn);
606                 } else {
607                         ret = MF_RECOVERED;
608                 }
609         } else {
610                 /*
611                  * If the file system doesn't support it just invalidate
612                  * This fails on dirty or anything with private pages
613                  */
614                 if (invalidate_inode_page(p))
615                         ret = MF_RECOVERED;
616                 else
617                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
618                                 pfn);
619         }
620
621         return ret;
622 }
623
624 /*
625  * Error hit kernel page.
626  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
627  * could be more sophisticated.
628  */
629 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
630 {
631         return MF_IGNORED;
632 }
633
634 /*
635  * Page in unknown state. Do nothing.
636  */
637 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
638 {
639         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
640         return MF_FAILED;
641 }
642
643 /*
644  * Clean (or cleaned) page cache page.
645  */
646 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
647 {
648         struct address_space *mapping;
649
650         delete_from_lru_cache(p);
651
652         /*
653          * For anonymous pages we're done the only reference left
654          * should be the one m_f() holds.
655          */
656         if (PageAnon(p))
657                 return MF_RECOVERED;
658
659         /*
660          * Now truncate the page in the page cache. This is really
661          * more like a "temporary hole punch"
662          * Don't do this for block devices when someone else
663          * has a reference, because it could be file system metadata
664          * and that's not safe to truncate.
665          */
666         mapping = page_mapping(p);
667         if (!mapping) {
668                 /*
669                  * Page has been teared down in the meanwhile
670                  */
671                 return MF_FAILED;
672         }
673
674         /*
675          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
676          *
677          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
678          */
679         return truncate_error_page(p, pfn, mapping);
680 }
681
682 /*
683  * Dirty pagecache page
684  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
685  * propagated.
686  */
687 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
688 {
689         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
690
691         SetPageError(p);
692         /* TBD: print more information about the file. */
693         if (mapping) {
694                 /*
695                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
696                  * who check the mapping.
697                  * This way the application knows that something went
698                  * wrong with its dirty file data.
699                  *
700                  * There's one open issue:
701                  *
702                  * The EIO will be only reported on the next IO
703                  * operation and then cleared through the IO map.
704                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
705                  * first through the AS_EIO flag in the address space
706                  * and then through the PageError flag in the page.
707                  * Since we drop pages on memory failure handling the
708                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
709                  *
710                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
711                  * the first operation that returns an error, while
712                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
713                  * when the page is reread or dropped.  If an
714                  * application assumes it will always get error on
715                  * fsync, but does other operations on the fd before
716                  * and the page is dropped between then the error
717                  * will not be properly reported.
718                  *
719                  * This can already happen even without hwpoisoned
720                  * pages: first on metadata IO errors (which only
721                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
722                  * at the wrong time.
723                  *
724                  * So right now we assume that the application DTRT on
725                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
726                  * of the kernel.
727                  */
728                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
729         }
730
731         return me_pagecache_clean(p, pfn);
732 }
733
734 /*
735  * Clean and dirty swap cache.
736  *
737  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
738  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
739  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
740  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
741  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
742  * and then
743  *      - clear dirty bit to prevent IO
744  *      - remove from LRU
745  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
746  *        a later page fault, we know the application is accessing
747  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
748  *        interception code in do_swap_page to catch it).
749  *
750  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
751  * bring in the known good data from disk.
752  */
753 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
754 {
755         ClearPageDirty(p);
756         /* Trigger EIO in shmem: */
757         ClearPageUptodate(p);
758
759         if (!delete_from_lru_cache(p))
760                 return MF_DELAYED;
761         else
762                 return MF_FAILED;
763 }
764
765 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
766 {
767         delete_from_swap_cache(p);
768
769         if (!delete_from_lru_cache(p))
770                 return MF_RECOVERED;
771         else
772                 return MF_FAILED;
773 }
774
775 /*
776  * Huge pages. Needs work.
777  * Issues:
778  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
779  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
780  */
781 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
782 {
783         int res = 0;
784         struct page *hpage = compound_head(p);
785         struct address_space *mapping;
786
787         if (!PageHuge(hpage))
788                 return MF_DELAYED;
789
790         mapping = page_mapping(hpage);
791         if (mapping) {
792                 res = truncate_error_page(hpage, pfn, mapping);
793         } else {
794                 unlock_page(hpage);
795                 /*
796                  * migration entry prevents later access on error anonymous
797                  * hugepage, so we can free and dissolve it into buddy to
798                  * save healthy subpages.
799                  */
800                 if (PageAnon(hpage))
801                         put_page(hpage);
802                 dissolve_free_huge_page(p);
803                 res = MF_RECOVERED;
804                 lock_page(hpage);
805         }
806
807         return res;
808 }
809
810 /*
811  * Various page states we can handle.
812  *
813  * A page state is defined by its current page->flags bits.
814  * The table matches them in order and calls the right handler.
815  *
816  * This is quite tricky because we can access page at any time
817  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
818  *
819  * This is not complete. More states could be added.
820  * For any missing state don't attempt recovery.
821  */
822
823 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
824 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
825 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
826 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
827 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
828 #define lru             (1UL << PG_lru)
829 #define head            (1UL << PG_head)
830 #define slab            (1UL << PG_slab)
831 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
832
833 static struct page_state {
834         unsigned long mask;
835         unsigned long res;
836         enum mf_action_page_type type;
837         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
838 } error_states[] = {
839         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
840         /*
841          * free pages are specially detected outside this table:
842          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
843          */
844
845         /*
846          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
847          * currently unused objects without touching them. But just
848          * treat it as standard kernel for now.
849          */
850         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
851
852         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
853
854         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
855         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
856
857         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
858         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
859
860         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
861         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
862
863         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
864         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
865
866         /*
867          * Catchall entry: must be at end.
868          */
869         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
870 };
871
872 #undef dirty
873 #undef sc
874 #undef unevict
875 #undef mlock
876 #undef writeback
877 #undef lru
878 #undef head
879 #undef slab
880 #undef reserved
881
882 /*
883  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
884  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
885  */
886 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
887                           enum mf_result result)
888 {
889         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
890
891         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
892                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
893 }
894
895 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
896                         unsigned long pfn)
897 {
898         int result;
899         int count;
900
901         result = ps->action(p, pfn);
902
903         count = page_count(p) - 1;
904         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
905                 count--;
906         if (count > 0) {
907                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
908                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
909                 result = MF_FAILED;
910         }
911         action_result(pfn, ps->type, result);
912
913         /* Could do more checks here if page looks ok */
914         /*
915          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
916          */
917
918         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
919 }
920
921 /**
922  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
923  * @page:       raw error page (hit by memory error)
924  *
925  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
926  * non-zero value.)
927  */
928 int get_hwpoison_page(struct page *page)
929 {
930         struct page *head = compound_head(page);
931
932         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
933                 /*
934                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
935                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
936                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
937                  * tries to touch the "partially handled" page.
938                  */
939                 if (!PageAnon(head)) {
940                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
941                                 page_to_pfn(page));
942                         return 0;
943                 }
944         }
945
946         if (get_page_unless_zero(head)) {
947                 if (head == compound_head(page))
948                         return 1;
949
950                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
951                         page_to_pfn(page));
952                 put_page(head);
953         }
954
955         return 0;
956 }
957 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
958
959 /*
960  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
961  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
962  */
963 static bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
964                                   int flags, struct page **hpagep)
965 {
966         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
967         struct address_space *mapping;
968         LIST_HEAD(tokill);
969         bool unmap_success = true;
970         int kill = 1, forcekill;
971         struct page *hpage = *hpagep;
972         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
973
974         /*
975          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
976          * other types of pages.
977          */
978         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
979                 return true;
980         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
981                 return true;
982
983         /*
984          * This check implies we don't kill processes if their pages
985          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
986          */
987         if (!page_mapped(hpage))
988                 return true;
989
990         if (PageKsm(p)) {
991                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
992                 return false;
993         }
994
995         if (PageSwapCache(p)) {
996                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
997                         pfn);
998                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
999         }
1000
1001         /*
1002          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
1003          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
1004          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
1005          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
1006          */
1007         mapping = page_mapping(hpage);
1008         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
1009             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
1010                 if (page_mkclean(hpage)) {
1011                         SetPageDirty(hpage);
1012                 } else {
1013                         kill = 0;
1014                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1015                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
1016                                 pfn);
1017                 }
1018         }
1019
1020         /*
1021          * First collect all the processes that have the page
1022          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1023          * because ttu takes the rmap data structures down.
1024          *
1025          * Error handling: We ignore errors here because
1026          * there's nothing that can be done.
1027          */
1028         if (kill)
1029                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1030
1031         if (!PageHuge(hpage)) {
1032                 unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
1033         } else {
1034                 /*
1035                  * For hugetlb pages, try_to_unmap could potentially call
1036                  * huge_pmd_unshare.  Because of this, take semaphore in
1037                  * write mode here and set TTU_RMAP_LOCKED to indicate we
1038                  * have taken the lock at this higer level.
1039                  *
1040                  * Note that the call to hugetlb_page_mapping_lock_write
1041                  * is necessary even if mapping is already set.  It handles
1042                  * ugliness of potentially having to drop page lock to obtain
1043                  * i_mmap_rwsem.
1044                  */
1045                 mapping = hugetlb_page_mapping_lock_write(hpage);
1046
1047                 if (mapping) {
1048                         unmap_success = try_to_unmap(hpage,
1049                                                      ttu|TTU_RMAP_LOCKED);
1050                         i_mmap_unlock_write(mapping);
1051                 } else {
1052                         pr_info("Memory failure: %#lx: could not find mapping for mapped huge page\n",
1053                                 pfn);
1054                         unmap_success = false;
1055                 }
1056         }
1057         if (!unmap_success)
1058                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1059                        pfn, page_mapcount(hpage));
1060
1061         /*
1062          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
1063          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
1064          */
1065         if (mlocked)
1066                 shake_page(hpage, 0);
1067
1068         /*
1069          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1070          * struct page and all unmaps done we can decide if
1071          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1072          * was dirty or the process is not restartable,
1073          * otherwise the tokill list is merely
1074          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1075          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1076          * any accesses to the poisoned memory.
1077          */
1078         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1079         kill_procs(&tokill, forcekill, !unmap_success, pfn, flags);
1080
1081         return unmap_success;
1082 }
1083
1084 static int identify_page_state(unsigned long pfn, struct page *p,
1085                                 unsigned long page_flags)
1086 {
1087         struct page_state *ps;
1088
1089         /*
1090          * The first check uses the current page flags which may not have any
1091          * relevant information. The second check with the saved page flags is
1092          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1093          */
1094         for (ps = error_states;; ps++)
1095                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1096                         break;
1097
1098         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1099
1100         if (!ps->mask)
1101                 for (ps = error_states;; ps++)
1102                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1103                                 break;
1104         return page_action(ps, p, pfn);
1105 }
1106
1107 static int memory_failure_hugetlb(unsigned long pfn, int flags)
1108 {
1109         struct page *p = pfn_to_page(pfn);
1110         struct page *head = compound_head(p);
1111         int res;
1112         unsigned long page_flags;
1113
1114         if (TestSetPageHWPoison(head)) {
1115                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1116                        pfn);
1117                 return 0;
1118         }
1119
1120         num_poisoned_pages_inc();
1121
1122         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1123                 /*
1124                  * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1125                  */
1126                 lock_page(head);
1127                 if (PageHWPoison(head)) {
1128                         if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1129                             || (p != head && TestSetPageHWPoison(head))) {
1130                                 num_poisoned_pages_dec();
1131                                 unlock_page(head);
1132                                 return 0;
1133                         }
1134                 }
1135                 unlock_page(head);
1136                 dissolve_free_huge_page(p);
1137                 action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE, MF_DELAYED);
1138                 return 0;
1139         }
1140
1141         lock_page(head);
1142         page_flags = head->flags;
1143
1144         if (!PageHWPoison(head)) {
1145                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1146                 num_poisoned_pages_dec();
1147                 unlock_page(head);
1148                 put_hwpoison_page(head);
1149                 return 0;
1150         }
1151
1152         /*
1153          * TODO: hwpoison for pud-sized hugetlb doesn't work right now, so
1154          * simply disable it. In order to make it work properly, we need
1155          * make sure that:
1156          *  - conversion of a pud that maps an error hugetlb into hwpoison
1157          *    entry properly works, and
1158          *  - other mm code walking over page table is aware of pud-aligned
1159          *    hwpoison entries.
1160          */
1161         if (huge_page_size(page_hstate(head)) > PMD_SIZE) {
1162                 action_result(pfn, MF_MSG_NON_PMD_HUGE, MF_IGNORED);
1163                 res = -EBUSY;
1164                 goto out;
1165         }
1166
1167         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &head)) {
1168                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1169                 res = -EBUSY;
1170                 goto out;
1171         }
1172
1173         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1174 out:
1175         unlock_page(head);
1176         return res;
1177 }
1178
1179 static int memory_failure_dev_pagemap(unsigned long pfn, int flags,
1180                 struct dev_pagemap *pgmap)
1181 {
1182         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1183         const bool unmap_success = true;
1184         unsigned long size = 0;
1185         struct to_kill *tk;
1186         LIST_HEAD(tokill);
1187         int rc = -EBUSY;
1188         loff_t start;
1189         dax_entry_t cookie;
1190
1191         /*
1192          * Prevent the inode from being freed while we are interrogating
1193          * the address_space, typically this would be handled by
1194          * lock_page(), but dax pages do not use the page lock. This
1195          * also prevents changes to the mapping of this pfn until
1196          * poison signaling is complete.
1197          */
1198         cookie = dax_lock_page(page);
1199         if (!cookie)
1200                 goto out;
1201
1202         if (hwpoison_filter(page)) {
1203                 rc = 0;
1204                 goto unlock;
1205         }
1206
1207         if (pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE) {
1208                 /*
1209                  * TODO: Handle HMM pages which may need coordination
1210                  * with device-side memory.
1211                  */
1212                 goto unlock;
1213         }
1214
1215         /*
1216          * Use this flag as an indication that the dax page has been
1217          * remapped UC to prevent speculative consumption of poison.
1218          */
1219         SetPageHWPoison(page);
1220
1221         /*
1222          * Unlike System-RAM there is no possibility to swap in a
1223          * different physical page at a given virtual address, so all
1224          * userspace consumption of ZONE_DEVICE memory necessitates
1225          * SIGBUS (i.e. MF_MUST_KILL)
1226          */
1227         flags |= MF_ACTION_REQUIRED | MF_MUST_KILL;
1228         collect_procs(page, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1229
1230         list_for_each_entry(tk, &tokill, nd)
1231                 if (tk->size_shift)
1232                         size = max(size, 1UL << tk->size_shift);
1233         if (size) {
1234                 /*
1235                  * Unmap the largest mapping to avoid breaking up
1236                  * device-dax mappings which are constant size. The
1237                  * actual size of the mapping being torn down is
1238                  * communicated in siginfo, see kill_proc()
1239                  */
1240                 start = (page->index << PAGE_SHIFT) & ~(size - 1);
1241                 unmap_mapping_range(page->mapping, start, start + size, 0);
1242         }
1243         kill_procs(&tokill, flags & MF_MUST_KILL, !unmap_success, pfn, flags);
1244         rc = 0;
1245 unlock:
1246         dax_unlock_page(page, cookie);
1247 out:
1248         /* drop pgmap ref acquired in caller */
1249         put_dev_pagemap(pgmap);
1250         action_result(pfn, MF_MSG_DAX, rc ? MF_FAILED : MF_RECOVERED);
1251         return rc;
1252 }
1253
1254 /**
1255  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1256  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1257  * @flags: fine tune action taken
1258  *
1259  * This function is called by the low level machine check code
1260  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1261  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1262  * dropping pages, killing processes etc.
1263  *
1264  * The function is primarily of use for corruptions that
1265  * happen outside the current execution context (e.g. when
1266  * detected by a background scrubber)
1267  *
1268  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1269  * enabled and no spinlocks hold.
1270  */
1271 int memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
1272 {
1273         struct page *p;
1274         struct page *hpage;
1275         struct page *orig_head;
1276         struct dev_pagemap *pgmap;
1277         int res;
1278         unsigned long page_flags;
1279
1280         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1281                 panic("Memory failure on page %lx", pfn);
1282
1283         p = pfn_to_online_page(pfn);
1284         if (!p) {
1285                 if (pfn_valid(pfn)) {
1286                         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
1287                         if (pgmap)
1288                                 return memory_failure_dev_pagemap(pfn, flags,
1289                                                                   pgmap);
1290                 }
1291                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1292                         pfn);
1293                 return -ENXIO;
1294         }
1295
1296         if (PageHuge(p))
1297                 return memory_failure_hugetlb(pfn, flags);
1298         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1299                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1300                         pfn);
1301                 return 0;
1302         }
1303
1304         orig_head = hpage = compound_head(p);
1305         num_poisoned_pages_inc();
1306
1307         /*
1308          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1309          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1310          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1311          * 2) it's part of a non-compound high order page.
1312          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1313          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1314          *    used and will be freed some time later.
1315          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1316          * that may make page_ref_freeze()/page_ref_unfreeze() mismatch.
1317          */
1318         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1319                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1320                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1321                         return 0;
1322                 } else {
1323                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1324                         return -EBUSY;
1325                 }
1326         }
1327
1328         if (PageTransHuge(hpage)) {
1329                 lock_page(p);
1330                 if (!PageAnon(p) || unlikely(split_huge_page(p))) {
1331                         unlock_page(p);
1332                         if (!PageAnon(p))
1333                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1334                                         pfn);
1335                         else
1336                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1337                                         pfn);
1338                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1339                                 num_poisoned_pages_dec();
1340                         put_hwpoison_page(p);
1341                         return -EBUSY;
1342                 }
1343                 unlock_page(p);
1344                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1345                 hpage = compound_head(p);
1346         }
1347
1348         /*
1349          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1350          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1351          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1352          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1353          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1354          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1355          */
1356         shake_page(p, 0);
1357         /* shake_page could have turned it free. */
1358         if (!PageLRU(p) && is_free_buddy_page(p)) {
1359                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1360                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1361                 else
1362                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND, MF_DELAYED);
1363                 return 0;
1364         }
1365
1366         lock_page(p);
1367
1368         /*
1369          * The page could have changed compound pages during the locking.
1370          * If this happens just bail out.
1371          */
1372         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1373                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1374                 res = -EBUSY;
1375                 goto out;
1376         }
1377
1378         /*
1379          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1380          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1381          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1382          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1383          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1384          */
1385         if (PageHuge(p))
1386                 page_flags = hpage->flags;
1387         else
1388                 page_flags = p->flags;
1389
1390         /*
1391          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1392          */
1393         if (!PageHWPoison(p)) {
1394                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1395                 num_poisoned_pages_dec();
1396                 unlock_page(p);
1397                 put_hwpoison_page(p);
1398                 return 0;
1399         }
1400         if (hwpoison_filter(p)) {
1401                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1402                         num_poisoned_pages_dec();
1403                 unlock_page(p);
1404                 put_hwpoison_page(p);
1405                 return 0;
1406         }
1407
1408         if (!PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1409                 goto identify_page_state;
1410
1411         /*
1412          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1413          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1414          */
1415         wait_on_page_writeback(p);
1416
1417         /*
1418          * Now take care of user space mappings.
1419          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1420          *
1421          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1422          * page after thp split.
1423          */
1424         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &hpage)) {
1425                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1426                 res = -EBUSY;
1427                 goto out;
1428         }
1429
1430         /*
1431          * Torn down by someone else?
1432          */
1433         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1434                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1435                 res = -EBUSY;
1436                 goto out;
1437         }
1438
1439 identify_page_state:
1440         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1441 out:
1442         unlock_page(p);
1443         return res;
1444 }
1445 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1446
1447 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1448 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1449
1450 struct memory_failure_entry {
1451         unsigned long pfn;
1452         int flags;
1453 };
1454
1455 struct memory_failure_cpu {
1456         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1457                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1458         spinlock_t lock;
1459         struct work_struct work;
1460 };
1461
1462 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1463
1464 /**
1465  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1466  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1467  * @flags: Flags for memory failure handling
1468  *
1469  * This function is called by the low level hardware error handler
1470  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1471  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1472  * processes etc.
1473  *
1474  * The function is primarily of use for corruptions that
1475  * happen outside the current execution context (e.g. when
1476  * detected by a background scrubber)
1477  *
1478  * Can run in IRQ context.
1479  */
1480 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
1481 {
1482         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1483         unsigned long proc_flags;
1484         struct memory_failure_entry entry = {
1485                 .pfn =          pfn,
1486                 .flags =        flags,
1487         };
1488
1489         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1490         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1491         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1492                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1493         else
1494                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1495                        pfn);
1496         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1497         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1498 }
1499 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1500
1501 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1502 {
1503         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1504         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1505         unsigned long proc_flags;
1506         int gotten;
1507
1508         mf_cpu = container_of(work, struct memory_failure_cpu, work);
1509         for (;;) {
1510                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1511                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1512                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1513                 if (!gotten)
1514                         break;
1515                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1516                         soft_offline_page(entry.pfn, entry.flags);
1517                 else
1518                         memory_failure(entry.pfn, entry.flags);
1519         }
1520 }
1521
1522 /*
1523  * Process memory_failure work queued on the specified CPU.
1524  * Used to avoid return-to-userspace racing with the memory_failure workqueue.
1525  */
1526 void memory_failure_queue_kick(int cpu)
1527 {
1528         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1529
1530         mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1531         cancel_work_sync(&mf_cpu->work);
1532         memory_failure_work_func(&mf_cpu->work);
1533 }
1534
1535 static int __init memory_failure_init(void)
1536 {
1537         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1538         int cpu;
1539
1540         for_each_possible_cpu(cpu) {
1541                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1542                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1543                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1544                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1545         }
1546
1547         return 0;
1548 }
1549 core_initcall(memory_failure_init);
1550
1551 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1552 ({                                                      \
1553         if (__ratelimit(rs))                            \
1554                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1555 })
1556
1557 /**
1558  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1559  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1560  *
1561  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1562  * memory_failure() earlier.
1563  *
1564  * This is only done on the software-level, so it only works
1565  * for linux injected failures, not real hardware failures
1566  *
1567  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1568  */
1569 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1570 {
1571         struct page *page;
1572         struct page *p;
1573         int freeit = 0;
1574         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1575                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1576
1577         if (!pfn_valid(pfn))
1578                 return -ENXIO;
1579
1580         p = pfn_to_page(pfn);
1581         page = compound_head(p);
1582
1583         if (!PageHWPoison(p)) {
1584                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1585                                  pfn, &unpoison_rs);
1586                 return 0;
1587         }
1588
1589         if (page_count(page) > 1) {
1590                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1591                                  pfn, &unpoison_rs);
1592                 return 0;
1593         }
1594
1595         if (page_mapped(page)) {
1596                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1597                                  pfn, &unpoison_rs);
1598                 return 0;
1599         }
1600
1601         if (page_mapping(page)) {
1602                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1603                                  pfn, &unpoison_rs);
1604                 return 0;
1605         }
1606
1607         /*
1608          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1609          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1610          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1611          */
1612         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1613                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1614                                  pfn, &unpoison_rs);
1615                 return 0;
1616         }
1617
1618         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1619                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1620                         num_poisoned_pages_dec();
1621                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1622                                  pfn, &unpoison_rs);
1623                 return 0;
1624         }
1625
1626         lock_page(page);
1627         /*
1628          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1629          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1630          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1631          * the free buddy page pool.
1632          */
1633         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1634                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1635                                  pfn, &unpoison_rs);
1636                 num_poisoned_pages_dec();
1637                 freeit = 1;
1638         }
1639         unlock_page(page);
1640
1641         put_hwpoison_page(page);
1642         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1643                 put_hwpoison_page(page);
1644
1645         return 0;
1646 }
1647 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1648
1649 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private)
1650 {
1651         struct migration_target_control mtc = {
1652                 .nid = page_to_nid(p),
1653                 .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1654         };
1655
1656         return alloc_migration_target(p, (unsigned long)&mtc);
1657 }
1658
1659 /*
1660  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1661  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1662  * that is not free, and 1 for any other page type.
1663  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1664  */
1665 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1666 {
1667         int ret;
1668
1669         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1670                 return 1;
1671
1672         /*
1673          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1674          * from free hugepage list.
1675          */
1676         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1677                 if (PageHuge(p)) {
1678                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1679                         ret = 0;
1680                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1681                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1682                         ret = 0;
1683                 } else {
1684                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1685                                 __func__, pfn, p->flags);
1686                         ret = -EIO;
1687                 }
1688         } else {
1689                 /* Not a free page */
1690                 ret = 1;
1691         }
1692         return ret;
1693 }
1694
1695 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1696 {
1697         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1698
1699         if (ret == 1 && !PageHuge(page) &&
1700             !PageLRU(page) && !__PageMovable(page)) {
1701                 /*
1702                  * Try to free it.
1703                  */
1704                 put_hwpoison_page(page);
1705                 shake_page(page, 1);
1706
1707                 /*
1708                  * Did it turn free?
1709                  */
1710                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1711                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1712                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1713                         put_hwpoison_page(page);
1714                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx (%pGp)\n",
1715                                 pfn, page->flags, &page->flags);
1716                         return -EIO;
1717                 }
1718         }
1719         return ret;
1720 }
1721
1722 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1723 {
1724         int ret;
1725         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1726         struct page *hpage = compound_head(page);
1727         LIST_HEAD(pagelist);
1728
1729         /*
1730          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1731          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1732          */
1733         lock_page(hpage);
1734         if (PageHWPoison(hpage)) {
1735                 unlock_page(hpage);
1736                 put_hwpoison_page(hpage);
1737                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1738                 return -EBUSY;
1739         }
1740         unlock_page(hpage);
1741
1742         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1743         /*
1744          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1745          * so need to drop one here.
1746          */
1747         put_hwpoison_page(hpage);
1748         if (!ret) {
1749                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1750                 return -EBUSY;
1751         }
1752
1753         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1754                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1755         if (ret) {
1756                 pr_info("soft offline: %#lx: hugepage migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1757                         pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1758                 if (!list_empty(&pagelist))
1759                         putback_movable_pages(&pagelist);
1760                 if (ret > 0)
1761                         ret = -EIO;
1762         } else {
1763                 /*
1764                  * We set PG_hwpoison only when the migration source hugepage
1765                  * was successfully dissolved, because otherwise hwpoisoned
1766                  * hugepage remains on free hugepage list, then userspace will
1767                  * find it as SIGBUS by allocation failure. That's not expected
1768                  * in soft-offlining.
1769                  */
1770                 ret = dissolve_free_huge_page(page);
1771                 if (!ret) {
1772                         if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1773                                 num_poisoned_pages_inc();
1774                         else
1775                                 ret = -EBUSY;
1776                 }
1777         }
1778         return ret;
1779 }
1780
1781 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1782 {
1783         int ret;
1784         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1785
1786         /*
1787          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1788          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1789          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1790          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1791          */
1792         lock_page(page);
1793         wait_on_page_writeback(page);
1794         if (PageHWPoison(page)) {
1795                 unlock_page(page);
1796                 put_hwpoison_page(page);
1797                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1798                 return -EBUSY;
1799         }
1800         /*
1801          * Try to invalidate first. This should work for
1802          * non dirty unmapped page cache pages.
1803          */
1804         ret = invalidate_inode_page(page);
1805         unlock_page(page);
1806         /*
1807          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1808          * would need to fix isolation locking first.
1809          */
1810         if (ret == 1) {
1811                 put_hwpoison_page(page);
1812                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1813                 SetPageHWPoison(page);
1814                 num_poisoned_pages_inc();
1815                 return 0;
1816         }
1817
1818         /*
1819          * Simple invalidation didn't work.
1820          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1821          * handles a large number of cases for us.
1822          */
1823         if (PageLRU(page))
1824                 ret = isolate_lru_page(page);
1825         else
1826                 ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1827         /*
1828          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1829          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1830          */
1831         put_hwpoison_page(page);
1832         if (!ret) {
1833                 LIST_HEAD(pagelist);
1834                 /*
1835                  * After isolated lru page, the PageLRU will be cleared,
1836                  * so use !__PageMovable instead for LRU page's mapping
1837                  * cannot have PAGE_MAPPING_MOVABLE.
1838                  */
1839                 if (!__PageMovable(page))
1840                         inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1841                                                 page_is_file_lru(page));
1842                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1843                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1844                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1845                 if (ret) {
1846                         if (!list_empty(&pagelist))
1847                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1848
1849                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1850                                 pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1851                         if (ret > 0)
1852                                 ret = -EIO;
1853                 }
1854         } else {
1855                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx (%pGp)\n",
1856                         pfn, ret, page_count(page), page->flags, &page->flags);
1857         }
1858         return ret;
1859 }
1860
1861 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1862 {
1863         int ret;
1864         int mt;
1865         struct page *hpage = compound_head(page);
1866
1867         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1868                 lock_page(page);
1869                 if (!PageAnon(page) || unlikely(split_huge_page(page))) {
1870                         unlock_page(page);
1871                         if (!PageAnon(page))
1872                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1873                         else
1874                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1875                         put_hwpoison_page(page);
1876                         return -EBUSY;
1877                 }
1878                 unlock_page(page);
1879         }
1880
1881         /*
1882          * Setting MIGRATE_ISOLATE here ensures that the page will be linked
1883          * to free list immediately (not via pcplist) when released after
1884          * successful page migration. Otherwise we can't guarantee that the
1885          * page is really free after put_page() returns, so
1886          * set_hwpoison_free_buddy_page() highly likely fails.
1887          */
1888         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1889         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
1890         if (PageHuge(page))
1891                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1892         else
1893                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1894         set_pageblock_migratetype(page, mt);
1895         return ret;
1896 }
1897
1898 static int soft_offline_free_page(struct page *page)
1899 {
1900         int rc = dissolve_free_huge_page(page);
1901
1902         if (!rc) {
1903                 if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1904                         num_poisoned_pages_inc();
1905                 else
1906                         rc = -EBUSY;
1907         }
1908         return rc;
1909 }
1910
1911 /**
1912  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1913  * @pfn: pfn to soft-offline
1914  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1915  *
1916  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1917  *
1918  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1919  * without killing anything. This is for the case when
1920  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1921  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1922  * out.
1923  *
1924  * The actual policy on when to do that is maintained by
1925  * user space.
1926  *
1927  * This should never impact any application or cause data loss,
1928  * however it might take some time.
1929  *
1930  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1931  * ``good enough'' for the majority of memory.
1932  */
1933 int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags)
1934 {
1935         int ret;
1936         struct page *page;
1937
1938         if (!pfn_valid(pfn))
1939                 return -ENXIO;
1940         /* Only online pages can be soft-offlined (esp., not ZONE_DEVICE). */
1941         page = pfn_to_online_page(pfn);
1942         if (!page)
1943                 return -EIO;
1944
1945         if (PageHWPoison(page)) {
1946                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1947                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1948                         put_hwpoison_page(page);
1949                 return -EBUSY;
1950         }
1951
1952         get_online_mems();
1953         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1954         put_online_mems();
1955
1956         if (ret > 0)
1957                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1958         else if (ret == 0)
1959                 ret = soft_offline_free_page(page);
1960
1961         return ret;
1962 }