fae9baf3be1622991bc13842c797255fa46462b7
[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/mm/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
37 #define pr_fmt(fmt) "Memory failure: " fmt
38
39 #include <linux/kernel.h>
40 #include <linux/mm.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/kernel-page-flags.h>
43 #include <linux/sched/signal.h>
44 #include <linux/sched/task.h>
45 #include <linux/dax.h>
46 #include <linux/ksm.h>
47 #include <linux/rmap.h>
48 #include <linux/export.h>
49 #include <linux/pagemap.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/backing-dev.h>
52 #include <linux/migrate.h>
53 #include <linux/suspend.h>
54 #include <linux/slab.h>
55 #include <linux/swapops.h>
56 #include <linux/hugetlb.h>
57 #include <linux/memory_hotplug.h>
58 #include <linux/mm_inline.h>
59 #include <linux/memremap.h>
60 #include <linux/kfifo.h>
61 #include <linux/ratelimit.h>
62 #include <linux/page-isolation.h>
63 #include <linux/pagewalk.h>
64 #include <linux/shmem_fs.h>
65 #include "swap.h"
66 #include "internal.h"
67 #include "ras/ras_event.h"
68
69 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
70
71 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
72
73 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
74
75 static bool hw_memory_failure __read_mostly = false;
76
77 inline void num_poisoned_pages_inc(unsigned long pfn)
78 {
79         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
80         memblk_nr_poison_inc(pfn);
81 }
82
83 inline void num_poisoned_pages_sub(unsigned long pfn, long i)
84 {
85         atomic_long_sub(i, &num_poisoned_pages);
86         if (pfn != -1UL)
87                 memblk_nr_poison_sub(pfn, i);
88 }
89
90 /**
91  * MF_ATTR_RO - Create sysfs entry for each memory failure statistics.
92  * @_name: name of the file in the per NUMA sysfs directory.
93  */
94 #define MF_ATTR_RO(_name)                                       \
95 static ssize_t _name##_show(struct device *dev,                 \
96                             struct device_attribute *attr,      \
97                             char *buf)                          \
98 {                                                               \
99         struct memory_failure_stats *mf_stats =                 \
100                 &NODE_DATA(dev->id)->mf_stats;                  \
101         return sprintf(buf, "%lu\n", mf_stats->_name);          \
102 }                                                               \
103 static DEVICE_ATTR_RO(_name)
104
105 MF_ATTR_RO(total);
106 MF_ATTR_RO(ignored);
107 MF_ATTR_RO(failed);
108 MF_ATTR_RO(delayed);
109 MF_ATTR_RO(recovered);
110
111 static struct attribute *memory_failure_attr[] = {
112         &dev_attr_total.attr,
113         &dev_attr_ignored.attr,
114         &dev_attr_failed.attr,
115         &dev_attr_delayed.attr,
116         &dev_attr_recovered.attr,
117         NULL,
118 };
119
120 const struct attribute_group memory_failure_attr_group = {
121         .name = "memory_failure",
122         .attrs = memory_failure_attr,
123 };
124
125 /*
126  * Return values:
127  *   1:   the page is dissolved (if needed) and taken off from buddy,
128  *   0:   the page is dissolved (if needed) and not taken off from buddy,
129  *   < 0: failed to dissolve.
130  */
131 static int __page_handle_poison(struct page *page)
132 {
133         int ret;
134
135         zone_pcp_disable(page_zone(page));
136         ret = dissolve_free_huge_page(page);
137         if (!ret)
138                 ret = take_page_off_buddy(page);
139         zone_pcp_enable(page_zone(page));
140
141         return ret;
142 }
143
144 static bool page_handle_poison(struct page *page, bool hugepage_or_freepage, bool release)
145 {
146         if (hugepage_or_freepage) {
147                 /*
148                  * Doing this check for free pages is also fine since dissolve_free_huge_page
149                  * returns 0 for non-hugetlb pages as well.
150                  */
151                 if (__page_handle_poison(page) <= 0)
152                         /*
153                          * We could fail to take off the target page from buddy
154                          * for example due to racy page allocation, but that's
155                          * acceptable because soft-offlined page is not broken
156                          * and if someone really want to use it, they should
157                          * take it.
158                          */
159                         return false;
160         }
161
162         SetPageHWPoison(page);
163         if (release)
164                 put_page(page);
165         page_ref_inc(page);
166         num_poisoned_pages_inc(page_to_pfn(page));
167
168         return true;
169 }
170
171 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
172
173 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
174 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
175 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
176 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
177 u64 hwpoison_filter_flags_value;
178 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
179 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
180 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
181 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
182 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
183
184 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
185 {
186         struct address_space *mapping;
187         dev_t dev;
188
189         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
190             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
191                 return 0;
192
193         mapping = page_mapping(p);
194         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
195                 return -EINVAL;
196
197         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
198         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
199             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
200                 return -EINVAL;
201         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
202             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
203                 return -EINVAL;
204
205         return 0;
206 }
207
208 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
209 {
210         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
211                 return 0;
212
213         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
214                                     hwpoison_filter_flags_value)
215                 return 0;
216         else
217                 return -EINVAL;
218 }
219
220 /*
221  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
222  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
223  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
224  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
225  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
226  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
227  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
228  * a freed page.
229  */
230 #ifdef CONFIG_MEMCG
231 u64 hwpoison_filter_memcg;
232 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
233 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
234 {
235         if (!hwpoison_filter_memcg)
236                 return 0;
237
238         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
239                 return -EINVAL;
240
241         return 0;
242 }
243 #else
244 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
245 #endif
246
247 int hwpoison_filter(struct page *p)
248 {
249         if (!hwpoison_filter_enable)
250                 return 0;
251
252         if (hwpoison_filter_dev(p))
253                 return -EINVAL;
254
255         if (hwpoison_filter_flags(p))
256                 return -EINVAL;
257
258         if (hwpoison_filter_task(p))
259                 return -EINVAL;
260
261         return 0;
262 }
263 #else
264 int hwpoison_filter(struct page *p)
265 {
266         return 0;
267 }
268 #endif
269
270 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
271
272 /*
273  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
274  * the page.
275  *
276  * General strategy:
277  * Find all processes having the page mapped and kill them.
278  * But we keep a page reference around so that the page is not
279  * actually freed yet.
280  * Then stash the page away
281  *
282  * There's no convenient way to get back to mapped processes
283  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
284  * running processes.
285  *
286  * Remember that machine checks are not common (or rather
287  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
288  * be a performance issue.
289  *
290  * Also there are some races possible while we get from the
291  * error detection to actually handle it.
292  */
293
294 struct to_kill {
295         struct list_head nd;
296         struct task_struct *tsk;
297         unsigned long addr;
298         short size_shift;
299 };
300
301 /*
302  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
303  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
304  * ``action required'' if error happened in current execution context
305  */
306 static int kill_proc(struct to_kill *tk, unsigned long pfn, int flags)
307 {
308         struct task_struct *t = tk->tsk;
309         short addr_lsb = tk->size_shift;
310         int ret = 0;
311
312         pr_err("%#lx: Sending SIGBUS to %s:%d due to hardware memory corruption\n",
313                         pfn, t->comm, t->pid);
314
315         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && (t == current))
316                 ret = force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR,
317                                  (void __user *)tk->addr, addr_lsb);
318         else
319                 /*
320                  * Signal other processes sharing the page if they have
321                  * PF_MCE_EARLY set.
322                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
323                  * can be temporarily blocked.
324                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
325                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
326                  */
327                 ret = send_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AO, (void __user *)tk->addr,
328                                       addr_lsb, t);
329         if (ret < 0)
330                 pr_info("Error sending signal to %s:%d: %d\n",
331                         t->comm, t->pid, ret);
332         return ret;
333 }
334
335 /*
336  * Unknown page type encountered. Try to check whether it can turn PageLRU by
337  * lru_add_drain_all.
338  */
339 void shake_page(struct page *p)
340 {
341         if (PageHuge(p))
342                 return;
343
344         if (!PageSlab(p)) {
345                 lru_add_drain_all();
346                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
347                         return;
348         }
349
350         /*
351          * TODO: Could shrink slab caches here if a lightweight range-based
352          * shrinker will be available.
353          */
354 }
355 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
356
357 static unsigned long dev_pagemap_mapping_shift(struct vm_area_struct *vma,
358                 unsigned long address)
359 {
360         unsigned long ret = 0;
361         pgd_t *pgd;
362         p4d_t *p4d;
363         pud_t *pud;
364         pmd_t *pmd;
365         pte_t *pte;
366
367         VM_BUG_ON_VMA(address == -EFAULT, vma);
368         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, address);
369         if (!pgd_present(*pgd))
370                 return 0;
371         p4d = p4d_offset(pgd, address);
372         if (!p4d_present(*p4d))
373                 return 0;
374         pud = pud_offset(p4d, address);
375         if (!pud_present(*pud))
376                 return 0;
377         if (pud_devmap(*pud))
378                 return PUD_SHIFT;
379         pmd = pmd_offset(pud, address);
380         if (!pmd_present(*pmd))
381                 return 0;
382         if (pmd_devmap(*pmd))
383                 return PMD_SHIFT;
384         pte = pte_offset_map(pmd, address);
385         if (pte_present(*pte) && pte_devmap(*pte))
386                 ret = PAGE_SHIFT;
387         pte_unmap(pte);
388         return ret;
389 }
390
391 /*
392  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
393  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
394  */
395
396 #define FSDAX_INVALID_PGOFF ULONG_MAX
397
398 /*
399  * Schedule a process for later kill.
400  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
401  *
402  * Note: @fsdax_pgoff is used only when @p is a fsdax page and a
403  * filesystem with a memory failure handler has claimed the
404  * memory_failure event. In all other cases, page->index and
405  * page->mapping are sufficient for mapping the page back to its
406  * corresponding user virtual address.
407  */
408 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
409                         pgoff_t fsdax_pgoff, struct vm_area_struct *vma,
410                         struct list_head *to_kill)
411 {
412         struct to_kill *tk;
413
414         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
415         if (!tk) {
416                 pr_err("Out of memory while machine check handling\n");
417                 return;
418         }
419
420         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
421         if (is_zone_device_page(p)) {
422                 if (fsdax_pgoff != FSDAX_INVALID_PGOFF)
423                         tk->addr = vma_pgoff_address(fsdax_pgoff, 1, vma);
424                 tk->size_shift = dev_pagemap_mapping_shift(vma, tk->addr);
425         } else
426                 tk->size_shift = page_shift(compound_head(p));
427
428         /*
429          * Send SIGKILL if "tk->addr == -EFAULT". Also, as
430          * "tk->size_shift" is always non-zero for !is_zone_device_page(),
431          * so "tk->size_shift == 0" effectively checks no mapping on
432          * ZONE_DEVICE. Indeed, when a devdax page is mmapped N times
433          * to a process' address space, it's possible not all N VMAs
434          * contain mappings for the page, but at least one VMA does.
435          * Only deliver SIGBUS with payload derived from the VMA that
436          * has a mapping for the page.
437          */
438         if (tk->addr == -EFAULT) {
439                 pr_info("Unable to find user space address %lx in %s\n",
440                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
441         } else if (tk->size_shift == 0) {
442                 kfree(tk);
443                 return;
444         }
445
446         get_task_struct(tsk);
447         tk->tsk = tsk;
448         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
449 }
450
451 /*
452  * Kill the processes that have been collected earlier.
453  *
454  * Only do anything when FORCEKILL is set, otherwise just free the
455  * list (this is used for clean pages which do not need killing)
456  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
457  * wrong earlier.
458  */
459 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, bool fail,
460                 unsigned long pfn, int flags)
461 {
462         struct to_kill *tk, *next;
463
464         list_for_each_entry_safe(tk, next, to_kill, nd) {
465                 if (forcekill) {
466                         /*
467                          * In case something went wrong with munmapping
468                          * make sure the process doesn't catch the
469                          * signal and then access the memory. Just kill it.
470                          */
471                         if (fail || tk->addr == -EFAULT) {
472                                 pr_err("%#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
473                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
474                                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV,
475                                                  tk->tsk, PIDTYPE_PID);
476                         }
477
478                         /*
479                          * In theory the process could have mapped
480                          * something else on the address in-between. We could
481                          * check for that, but we need to tell the
482                          * process anyways.
483                          */
484                         else if (kill_proc(tk, pfn, flags) < 0)
485                                 pr_err("%#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
486                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
487                 }
488                 list_del(&tk->nd);
489                 put_task_struct(tk->tsk);
490                 kfree(tk);
491         }
492 }
493
494 /*
495  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
496  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
497  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
498  *
499  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
500  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
501  */
502 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
503 {
504         struct task_struct *t;
505
506         for_each_thread(tsk, t) {
507                 if (t->flags & PF_MCE_PROCESS) {
508                         if (t->flags & PF_MCE_EARLY)
509                                 return t;
510                 } else {
511                         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
512                                 return t;
513                 }
514         }
515         return NULL;
516 }
517
518 /*
519  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
520  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
521  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
522  * specified) if the process is "early kill" and otherwise returns NULL.
523  *
524  * Note that the above is true for Action Optional case. For Action Required
525  * case, it's only meaningful to the current thread which need to be signaled
526  * with SIGBUS, this error is Action Optional for other non current
527  * processes sharing the same error page,if the process is "early kill", the
528  * task_struct of the dedicated thread will also be returned.
529  */
530 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
531                                            int force_early)
532 {
533         if (!tsk->mm)
534                 return NULL;
535         /*
536          * Comparing ->mm here because current task might represent
537          * a subthread, while tsk always points to the main thread.
538          */
539         if (force_early && tsk->mm == current->mm)
540                 return current;
541
542         return find_early_kill_thread(tsk);
543 }
544
545 /*
546  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
547  */
548 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
549                                 int force_early)
550 {
551         struct folio *folio = page_folio(page);
552         struct vm_area_struct *vma;
553         struct task_struct *tsk;
554         struct anon_vma *av;
555         pgoff_t pgoff;
556
557         av = folio_lock_anon_vma_read(folio, NULL);
558         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
559                 return;
560
561         pgoff = page_to_pgoff(page);
562         read_lock(&tasklist_lock);
563         for_each_process (tsk) {
564                 struct anon_vma_chain *vmac;
565                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
566
567                 if (!t)
568                         continue;
569                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
570                                                pgoff, pgoff) {
571                         vma = vmac->vma;
572                         if (vma->vm_mm != t->mm)
573                                 continue;
574                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
575                                 continue;
576                         add_to_kill(t, page, FSDAX_INVALID_PGOFF, vma, to_kill);
577                 }
578         }
579         read_unlock(&tasklist_lock);
580         anon_vma_unlock_read(av);
581 }
582
583 /*
584  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
585  */
586 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
587                                 int force_early)
588 {
589         struct vm_area_struct *vma;
590         struct task_struct *tsk;
591         struct address_space *mapping = page->mapping;
592         pgoff_t pgoff;
593
594         i_mmap_lock_read(mapping);
595         read_lock(&tasklist_lock);
596         pgoff = page_to_pgoff(page);
597         for_each_process(tsk) {
598                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
599
600                 if (!t)
601                         continue;
602                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
603                                       pgoff) {
604                         /*
605                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
606                          * the page but the corrupted page is not necessarily
607                          * mapped it in its pte.
608                          * Assume applications who requested early kill want
609                          * to be informed of all such data corruptions.
610                          */
611                         if (vma->vm_mm == t->mm)
612                                 add_to_kill(t, page, FSDAX_INVALID_PGOFF, vma,
613                                             to_kill);
614                 }
615         }
616         read_unlock(&tasklist_lock);
617         i_mmap_unlock_read(mapping);
618 }
619
620 #ifdef CONFIG_FS_DAX
621 /*
622  * Collect processes when the error hit a fsdax page.
623  */
624 static void collect_procs_fsdax(struct page *page,
625                 struct address_space *mapping, pgoff_t pgoff,
626                 struct list_head *to_kill)
627 {
628         struct vm_area_struct *vma;
629         struct task_struct *tsk;
630
631         i_mmap_lock_read(mapping);
632         read_lock(&tasklist_lock);
633         for_each_process(tsk) {
634                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, true);
635
636                 if (!t)
637                         continue;
638                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
639                         if (vma->vm_mm == t->mm)
640                                 add_to_kill(t, page, pgoff, vma, to_kill);
641                 }
642         }
643         read_unlock(&tasklist_lock);
644         i_mmap_unlock_read(mapping);
645 }
646 #endif /* CONFIG_FS_DAX */
647
648 /*
649  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
650  */
651 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
652                                 int force_early)
653 {
654         if (!page->mapping)
655                 return;
656
657         if (PageAnon(page))
658                 collect_procs_anon(page, tokill, force_early);
659         else
660                 collect_procs_file(page, tokill, force_early);
661 }
662
663 struct hwp_walk {
664         struct to_kill tk;
665         unsigned long pfn;
666         int flags;
667 };
668
669 static void set_to_kill(struct to_kill *tk, unsigned long addr, short shift)
670 {
671         tk->addr = addr;
672         tk->size_shift = shift;
673 }
674
675 static int check_hwpoisoned_entry(pte_t pte, unsigned long addr, short shift,
676                                 unsigned long poisoned_pfn, struct to_kill *tk)
677 {
678         unsigned long pfn = 0;
679
680         if (pte_present(pte)) {
681                 pfn = pte_pfn(pte);
682         } else {
683                 swp_entry_t swp = pte_to_swp_entry(pte);
684
685                 if (is_hwpoison_entry(swp))
686                         pfn = swp_offset_pfn(swp);
687         }
688
689         if (!pfn || pfn != poisoned_pfn)
690                 return 0;
691
692         set_to_kill(tk, addr, shift);
693         return 1;
694 }
695
696 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
697 static int check_hwpoisoned_pmd_entry(pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
698                                       struct hwp_walk *hwp)
699 {
700         pmd_t pmd = *pmdp;
701         unsigned long pfn;
702         unsigned long hwpoison_vaddr;
703
704         if (!pmd_present(pmd))
705                 return 0;
706         pfn = pmd_pfn(pmd);
707         if (pfn <= hwp->pfn && hwp->pfn < pfn + HPAGE_PMD_NR) {
708                 hwpoison_vaddr = addr + ((hwp->pfn - pfn) << PAGE_SHIFT);
709                 set_to_kill(&hwp->tk, hwpoison_vaddr, PAGE_SHIFT);
710                 return 1;
711         }
712         return 0;
713 }
714 #else
715 static int check_hwpoisoned_pmd_entry(pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
716                                       struct hwp_walk *hwp)
717 {
718         return 0;
719 }
720 #endif
721
722 static int hwpoison_pte_range(pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
723                               unsigned long end, struct mm_walk *walk)
724 {
725         struct hwp_walk *hwp = walk->private;
726         int ret = 0;
727         pte_t *ptep, *mapped_pte;
728         spinlock_t *ptl;
729
730         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmdp, walk->vma);
731         if (ptl) {
732                 ret = check_hwpoisoned_pmd_entry(pmdp, addr, hwp);
733                 spin_unlock(ptl);
734                 goto out;
735         }
736
737         if (pmd_trans_unstable(pmdp))
738                 goto out;
739
740         mapped_pte = ptep = pte_offset_map_lock(walk->vma->vm_mm, pmdp,
741                                                 addr, &ptl);
742         for (; addr != end; ptep++, addr += PAGE_SIZE) {
743                 ret = check_hwpoisoned_entry(*ptep, addr, PAGE_SHIFT,
744                                              hwp->pfn, &hwp->tk);
745                 if (ret == 1)
746                         break;
747         }
748         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
749 out:
750         cond_resched();
751         return ret;
752 }
753
754 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
755 static int hwpoison_hugetlb_range(pte_t *ptep, unsigned long hmask,
756                             unsigned long addr, unsigned long end,
757                             struct mm_walk *walk)
758 {
759         struct hwp_walk *hwp = walk->private;
760         pte_t pte = huge_ptep_get(ptep);
761         struct hstate *h = hstate_vma(walk->vma);
762
763         return check_hwpoisoned_entry(pte, addr, huge_page_shift(h),
764                                       hwp->pfn, &hwp->tk);
765 }
766 #else
767 #define hwpoison_hugetlb_range  NULL
768 #endif
769
770 static const struct mm_walk_ops hwp_walk_ops = {
771         .pmd_entry = hwpoison_pte_range,
772         .hugetlb_entry = hwpoison_hugetlb_range,
773 };
774
775 /*
776  * Sends SIGBUS to the current process with error info.
777  *
778  * This function is intended to handle "Action Required" MCEs on already
779  * hardware poisoned pages. They could happen, for example, when
780  * memory_failure() failed to unmap the error page at the first call, or
781  * when multiple local machine checks happened on different CPUs.
782  *
783  * MCE handler currently has no easy access to the error virtual address,
784  * so this function walks page table to find it. The returned virtual address
785  * is proper in most cases, but it could be wrong when the application
786  * process has multiple entries mapping the error page.
787  */
788 static int kill_accessing_process(struct task_struct *p, unsigned long pfn,
789                                   int flags)
790 {
791         int ret;
792         struct hwp_walk priv = {
793                 .pfn = pfn,
794         };
795         priv.tk.tsk = p;
796
797         if (!p->mm)
798                 return -EFAULT;
799
800         mmap_read_lock(p->mm);
801         ret = walk_page_range(p->mm, 0, TASK_SIZE, &hwp_walk_ops,
802                               (void *)&priv);
803         if (ret == 1 && priv.tk.addr)
804                 kill_proc(&priv.tk, pfn, flags);
805         else
806                 ret = 0;
807         mmap_read_unlock(p->mm);
808         return ret > 0 ? -EHWPOISON : -EFAULT;
809 }
810
811 static const char *action_name[] = {
812         [MF_IGNORED] = "Ignored",
813         [MF_FAILED] = "Failed",
814         [MF_DELAYED] = "Delayed",
815         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
816 };
817
818 static const char * const action_page_types[] = {
819         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
820         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
821         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
822         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
823         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
824         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
825         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
826         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
827         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
828         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
829         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
830         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
831         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
832         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
833         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
834         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
835         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
836         [MF_MSG_DAX]                    = "dax page",
837         [MF_MSG_UNSPLIT_THP]            = "unsplit thp",
838         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
839 };
840
841 /*
842  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
843  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
844  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
845  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
846  */
847 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
848 {
849         if (isolate_lru_page(p)) {
850                 /*
851                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
852                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
853                  */
854                 ClearPageActive(p);
855                 ClearPageUnevictable(p);
856
857                 /*
858                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
859                  * to uncharge it manually from its memcg.
860                  */
861                 mem_cgroup_uncharge(page_folio(p));
862
863                 /*
864                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
865                  */
866                 put_page(p);
867                 return 0;
868         }
869         return -EIO;
870 }
871
872 static int truncate_error_page(struct page *p, unsigned long pfn,
873                                 struct address_space *mapping)
874 {
875         int ret = MF_FAILED;
876
877         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
878                 struct folio *folio = page_folio(p);
879                 int err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
880
881                 if (err != 0) {
882                         pr_info("%#lx: Failed to punch page: %d\n", pfn, err);
883                 } else if (folio_has_private(folio) &&
884                            !filemap_release_folio(folio, GFP_NOIO)) {
885                         pr_info("%#lx: failed to release buffers\n", pfn);
886                 } else {
887                         ret = MF_RECOVERED;
888                 }
889         } else {
890                 /*
891                  * If the file system doesn't support it just invalidate
892                  * This fails on dirty or anything with private pages
893                  */
894                 if (invalidate_inode_page(p))
895                         ret = MF_RECOVERED;
896                 else
897                         pr_info("%#lx: Failed to invalidate\n", pfn);
898         }
899
900         return ret;
901 }
902
903 struct page_state {
904         unsigned long mask;
905         unsigned long res;
906         enum mf_action_page_type type;
907
908         /* Callback ->action() has to unlock the relevant page inside it. */
909         int (*action)(struct page_state *ps, struct page *p);
910 };
911
912 /*
913  * Return true if page is still referenced by others, otherwise return
914  * false.
915  *
916  * The extra_pins is true when one extra refcount is expected.
917  */
918 static bool has_extra_refcount(struct page_state *ps, struct page *p,
919                                bool extra_pins)
920 {
921         int count = page_count(p) - 1;
922
923         if (extra_pins)
924                 count -= 1;
925
926         if (count > 0) {
927                 pr_err("%#lx: %s still referenced by %d users\n",
928                        page_to_pfn(p), action_page_types[ps->type], count);
929                 return true;
930         }
931
932         return false;
933 }
934
935 /*
936  * Error hit kernel page.
937  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
938  * could be more sophisticated.
939  */
940 static int me_kernel(struct page_state *ps, struct page *p)
941 {
942         unlock_page(p);
943         return MF_IGNORED;
944 }
945
946 /*
947  * Page in unknown state. Do nothing.
948  */
949 static int me_unknown(struct page_state *ps, struct page *p)
950 {
951         pr_err("%#lx: Unknown page state\n", page_to_pfn(p));
952         unlock_page(p);
953         return MF_FAILED;
954 }
955
956 /*
957  * Clean (or cleaned) page cache page.
958  */
959 static int me_pagecache_clean(struct page_state *ps, struct page *p)
960 {
961         int ret;
962         struct address_space *mapping;
963         bool extra_pins;
964
965         delete_from_lru_cache(p);
966
967         /*
968          * For anonymous pages we're done the only reference left
969          * should be the one m_f() holds.
970          */
971         if (PageAnon(p)) {
972                 ret = MF_RECOVERED;
973                 goto out;
974         }
975
976         /*
977          * Now truncate the page in the page cache. This is really
978          * more like a "temporary hole punch"
979          * Don't do this for block devices when someone else
980          * has a reference, because it could be file system metadata
981          * and that's not safe to truncate.
982          */
983         mapping = page_mapping(p);
984         if (!mapping) {
985                 /*
986                  * Page has been teared down in the meanwhile
987                  */
988                 ret = MF_FAILED;
989                 goto out;
990         }
991
992         /*
993          * The shmem page is kept in page cache instead of truncating
994          * so is expected to have an extra refcount after error-handling.
995          */
996         extra_pins = shmem_mapping(mapping);
997
998         /*
999          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
1000          *
1001          * Open: to take i_rwsem or not for this? Right now we don't.
1002          */
1003         ret = truncate_error_page(p, page_to_pfn(p), mapping);
1004         if (has_extra_refcount(ps, p, extra_pins))
1005                 ret = MF_FAILED;
1006
1007 out:
1008         unlock_page(p);
1009
1010         return ret;
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Dirty pagecache page
1015  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
1016  * propagated.
1017  */
1018 static int me_pagecache_dirty(struct page_state *ps, struct page *p)
1019 {
1020         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
1021
1022         SetPageError(p);
1023         /* TBD: print more information about the file. */
1024         if (mapping) {
1025                 /*
1026                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
1027                  * who check the mapping.
1028                  * This way the application knows that something went
1029                  * wrong with its dirty file data.
1030                  *
1031                  * There's one open issue:
1032                  *
1033                  * The EIO will be only reported on the next IO
1034                  * operation and then cleared through the IO map.
1035                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
1036                  * first through the AS_EIO flag in the address space
1037                  * and then through the PageError flag in the page.
1038                  * Since we drop pages on memory failure handling the
1039                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
1040                  *
1041                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
1042                  * the first operation that returns an error, while
1043                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
1044                  * when the page is reread or dropped.  If an
1045                  * application assumes it will always get error on
1046                  * fsync, but does other operations on the fd before
1047                  * and the page is dropped between then the error
1048                  * will not be properly reported.
1049                  *
1050                  * This can already happen even without hwpoisoned
1051                  * pages: first on metadata IO errors (which only
1052                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
1053                  * at the wrong time.
1054                  *
1055                  * So right now we assume that the application DTRT on
1056                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
1057                  * of the kernel.
1058                  */
1059                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
1060         }
1061
1062         return me_pagecache_clean(ps, p);
1063 }
1064
1065 /*
1066  * Clean and dirty swap cache.
1067  *
1068  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
1069  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
1070  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
1071  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
1072  * try_to_unmap(!TTU_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
1073  * and then
1074  *      - clear dirty bit to prevent IO
1075  *      - remove from LRU
1076  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
1077  *        a later page fault, we know the application is accessing
1078  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
1079  *        interception code in do_swap_page to catch it).
1080  *
1081  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
1082  * bring in the known good data from disk.
1083  */
1084 static int me_swapcache_dirty(struct page_state *ps, struct page *p)
1085 {
1086         int ret;
1087         bool extra_pins = false;
1088
1089         ClearPageDirty(p);
1090         /* Trigger EIO in shmem: */
1091         ClearPageUptodate(p);
1092
1093         ret = delete_from_lru_cache(p) ? MF_FAILED : MF_DELAYED;
1094         unlock_page(p);
1095
1096         if (ret == MF_DELAYED)
1097                 extra_pins = true;
1098
1099         if (has_extra_refcount(ps, p, extra_pins))
1100                 ret = MF_FAILED;
1101
1102         return ret;
1103 }
1104
1105 static int me_swapcache_clean(struct page_state *ps, struct page *p)
1106 {
1107         struct folio *folio = page_folio(p);
1108         int ret;
1109
1110         delete_from_swap_cache(folio);
1111
1112         ret = delete_from_lru_cache(p) ? MF_FAILED : MF_RECOVERED;
1113         folio_unlock(folio);
1114
1115         if (has_extra_refcount(ps, p, false))
1116                 ret = MF_FAILED;
1117
1118         return ret;
1119 }
1120
1121 /*
1122  * Huge pages. Needs work.
1123  * Issues:
1124  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
1125  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
1126  */
1127 static int me_huge_page(struct page_state *ps, struct page *p)
1128 {
1129         int res;
1130         struct page *hpage = compound_head(p);
1131         struct address_space *mapping;
1132         bool extra_pins = false;
1133
1134         if (!PageHuge(hpage))
1135                 return MF_DELAYED;
1136
1137         mapping = page_mapping(hpage);
1138         if (mapping) {
1139                 res = truncate_error_page(hpage, page_to_pfn(p), mapping);
1140                 /* The page is kept in page cache. */
1141                 extra_pins = true;
1142                 unlock_page(hpage);
1143         } else {
1144                 unlock_page(hpage);
1145                 /*
1146                  * migration entry prevents later access on error hugepage,
1147                  * so we can free and dissolve it into buddy to save healthy
1148                  * subpages.
1149                  */
1150                 put_page(hpage);
1151                 if (__page_handle_poison(p) >= 0) {
1152                         page_ref_inc(p);
1153                         res = MF_RECOVERED;
1154                 } else {
1155                         res = MF_FAILED;
1156                 }
1157         }
1158
1159         if (has_extra_refcount(ps, p, extra_pins))
1160                 res = MF_FAILED;
1161
1162         return res;
1163 }
1164
1165 /*
1166  * Various page states we can handle.
1167  *
1168  * A page state is defined by its current page->flags bits.
1169  * The table matches them in order and calls the right handler.
1170  *
1171  * This is quite tricky because we can access page at any time
1172  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
1173  *
1174  * This is not complete. More states could be added.
1175  * For any missing state don't attempt recovery.
1176  */
1177
1178 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
1179 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
1180 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
1181 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
1182 #define lru             (1UL << PG_lru)
1183 #define head            (1UL << PG_head)
1184 #define slab            (1UL << PG_slab)
1185 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
1186
1187 static struct page_state error_states[] = {
1188         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
1189         /*
1190          * free pages are specially detected outside this table:
1191          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
1192          */
1193
1194         /*
1195          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
1196          * currently unused objects without touching them. But just
1197          * treat it as standard kernel for now.
1198          */
1199         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
1200
1201         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
1202
1203         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
1204         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
1205
1206         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
1207         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
1208
1209         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
1210         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
1211
1212         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
1213         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
1214
1215         /*
1216          * Catchall entry: must be at end.
1217          */
1218         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
1219 };
1220
1221 #undef dirty
1222 #undef sc
1223 #undef unevict
1224 #undef mlock
1225 #undef lru
1226 #undef head
1227 #undef slab
1228 #undef reserved
1229
1230 static void update_per_node_mf_stats(unsigned long pfn,
1231                                      enum mf_result result)
1232 {
1233         int nid = MAX_NUMNODES;
1234         struct memory_failure_stats *mf_stats = NULL;
1235
1236         nid = pfn_to_nid(pfn);
1237         if (unlikely(nid < 0 || nid >= MAX_NUMNODES)) {
1238                 WARN_ONCE(1, "Memory failure: pfn=%#lx, invalid nid=%d", pfn, nid);
1239                 return;
1240         }
1241
1242         mf_stats = &NODE_DATA(nid)->mf_stats;
1243         switch (result) {
1244         case MF_IGNORED:
1245                 ++mf_stats->ignored;
1246                 break;
1247         case MF_FAILED:
1248                 ++mf_stats->failed;
1249                 break;
1250         case MF_DELAYED:
1251                 ++mf_stats->delayed;
1252                 break;
1253         case MF_RECOVERED:
1254                 ++mf_stats->recovered;
1255                 break;
1256         default:
1257                 WARN_ONCE(1, "Memory failure: mf_result=%d is not properly handled", result);
1258                 break;
1259         }
1260         ++mf_stats->total;
1261 }
1262
1263 /*
1264  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
1265  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
1266  */
1267 static int action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
1268                          enum mf_result result)
1269 {
1270         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
1271
1272         num_poisoned_pages_inc(pfn);
1273
1274         update_per_node_mf_stats(pfn, result);
1275
1276         pr_err("%#lx: recovery action for %s: %s\n",
1277                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
1278
1279         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
1280 }
1281
1282 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
1283                         unsigned long pfn)
1284 {
1285         int result;
1286
1287         /* page p should be unlocked after returning from ps->action().  */
1288         result = ps->action(ps, p);
1289
1290         /* Could do more checks here if page looks ok */
1291         /*
1292          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
1293          */
1294
1295         return action_result(pfn, ps->type, result);
1296 }
1297
1298 static inline bool PageHWPoisonTakenOff(struct page *page)
1299 {
1300         return PageHWPoison(page) && page_private(page) == MAGIC_HWPOISON;
1301 }
1302
1303 void SetPageHWPoisonTakenOff(struct page *page)
1304 {
1305         set_page_private(page, MAGIC_HWPOISON);
1306 }
1307
1308 void ClearPageHWPoisonTakenOff(struct page *page)
1309 {
1310         if (PageHWPoison(page))
1311                 set_page_private(page, 0);
1312 }
1313
1314 /*
1315  * Return true if a page type of a given page is supported by hwpoison
1316  * mechanism (while handling could fail), otherwise false.  This function
1317  * does not return true for hugetlb or device memory pages, so it's assumed
1318  * to be called only in the context where we never have such pages.
1319  */
1320 static inline bool HWPoisonHandlable(struct page *page, unsigned long flags)
1321 {
1322         /* Soft offline could migrate non-LRU movable pages */
1323         if ((flags & MF_SOFT_OFFLINE) && __PageMovable(page))
1324                 return true;
1325
1326         return PageLRU(page) || is_free_buddy_page(page);
1327 }
1328
1329 static int __get_hwpoison_page(struct page *page, unsigned long flags)
1330 {
1331         struct folio *folio = page_folio(page);
1332         int ret = 0;
1333         bool hugetlb = false;
1334
1335         ret = get_hwpoison_hugetlb_folio(folio, &hugetlb, false);
1336         if (hugetlb)
1337                 return ret;
1338
1339         /*
1340          * This check prevents from calling folio_try_get() for any
1341          * unsupported type of folio in order to reduce the risk of unexpected
1342          * races caused by taking a folio refcount.
1343          */
1344         if (!HWPoisonHandlable(&folio->page, flags))
1345                 return -EBUSY;
1346
1347         if (folio_try_get(folio)) {
1348                 if (folio == page_folio(page))
1349                         return 1;
1350
1351                 pr_info("%#lx cannot catch tail\n", page_to_pfn(page));
1352                 folio_put(folio);
1353         }
1354
1355         return 0;
1356 }
1357
1358 static int get_any_page(struct page *p, unsigned long flags)
1359 {
1360         int ret = 0, pass = 0;
1361         bool count_increased = false;
1362
1363         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1364                 count_increased = true;
1365
1366 try_again:
1367         if (!count_increased) {
1368                 ret = __get_hwpoison_page(p, flags);
1369                 if (!ret) {
1370                         if (page_count(p)) {
1371                                 /* We raced with an allocation, retry. */
1372                                 if (pass++ < 3)
1373                                         goto try_again;
1374                                 ret = -EBUSY;
1375                         } else if (!PageHuge(p) && !is_free_buddy_page(p)) {
1376                                 /* We raced with put_page, retry. */
1377                                 if (pass++ < 3)
1378                                         goto try_again;
1379                                 ret = -EIO;
1380                         }
1381                         goto out;
1382                 } else if (ret == -EBUSY) {
1383                         /*
1384                          * We raced with (possibly temporary) unhandlable
1385                          * page, retry.
1386                          */
1387                         if (pass++ < 3) {
1388                                 shake_page(p);
1389                                 goto try_again;
1390                         }
1391                         ret = -EIO;
1392                         goto out;
1393                 }
1394         }
1395
1396         if (PageHuge(p) || HWPoisonHandlable(p, flags)) {
1397                 ret = 1;
1398         } else {
1399                 /*
1400                  * A page we cannot handle. Check whether we can turn
1401                  * it into something we can handle.
1402                  */
1403                 if (pass++ < 3) {
1404                         put_page(p);
1405                         shake_page(p);
1406                         count_increased = false;
1407                         goto try_again;
1408                 }
1409                 put_page(p);
1410                 ret = -EIO;
1411         }
1412 out:
1413         if (ret == -EIO)
1414                 pr_err("%#lx: unhandlable page.\n", page_to_pfn(p));
1415
1416         return ret;
1417 }
1418
1419 static int __get_unpoison_page(struct page *page)
1420 {
1421         struct folio *folio = page_folio(page);
1422         int ret = 0;
1423         bool hugetlb = false;
1424
1425         ret = get_hwpoison_hugetlb_folio(folio, &hugetlb, true);
1426         if (hugetlb)
1427                 return ret;
1428
1429         /*
1430          * PageHWPoisonTakenOff pages are not only marked as PG_hwpoison,
1431          * but also isolated from buddy freelist, so need to identify the
1432          * state and have to cancel both operations to unpoison.
1433          */
1434         if (PageHWPoisonTakenOff(page))
1435                 return -EHWPOISON;
1436
1437         return get_page_unless_zero(page) ? 1 : 0;
1438 }
1439
1440 /**
1441  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling
1442  * @p:          Raw error page (hit by memory error)
1443  * @flags:      Flags controlling behavior of error handling
1444  *
1445  * get_hwpoison_page() takes a page refcount of an error page to handle memory
1446  * error on it, after checking that the error page is in a well-defined state
1447  * (defined as a page-type we can successfully handle the memory error on it,
1448  * such as LRU page and hugetlb page).
1449  *
1450  * Memory error handling could be triggered at any time on any type of page,
1451  * so it's prone to race with typical memory management lifecycle (like
1452  * allocation and free).  So to avoid such races, get_hwpoison_page() takes
1453  * extra care for the error page's state (as done in __get_hwpoison_page()),
1454  * and has some retry logic in get_any_page().
1455  *
1456  * When called from unpoison_memory(), the caller should already ensure that
1457  * the given page has PG_hwpoison. So it's never reused for other page
1458  * allocations, and __get_unpoison_page() never races with them.
1459  *
1460  * Return: 0 on failure,
1461  *         1 on success for in-use pages in a well-defined state,
1462  *         -EIO for pages on which we can not handle memory errors,
1463  *         -EBUSY when get_hwpoison_page() has raced with page lifecycle
1464  *         operations like allocation and free,
1465  *         -EHWPOISON when the page is hwpoisoned and taken off from buddy.
1466  */
1467 static int get_hwpoison_page(struct page *p, unsigned long flags)
1468 {
1469         int ret;
1470
1471         zone_pcp_disable(page_zone(p));
1472         if (flags & MF_UNPOISON)
1473                 ret = __get_unpoison_page(p);
1474         else
1475                 ret = get_any_page(p, flags);
1476         zone_pcp_enable(page_zone(p));
1477
1478         return ret;
1479 }
1480
1481 /*
1482  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
1483  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
1484  */
1485 static bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
1486                                   int flags, struct page *hpage)
1487 {
1488         struct folio *folio = page_folio(hpage);
1489         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_SYNC | TTU_HWPOISON;
1490         struct address_space *mapping;
1491         LIST_HEAD(tokill);
1492         bool unmap_success;
1493         int forcekill;
1494         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
1495
1496         /*
1497          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
1498          * other types of pages.
1499          */
1500         if (PageReserved(p) || PageSlab(p) || PageTable(p))
1501                 return true;
1502         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
1503                 return true;
1504
1505         /*
1506          * This check implies we don't kill processes if their pages
1507          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
1508          */
1509         if (!page_mapped(hpage))
1510                 return true;
1511
1512         if (PageKsm(p)) {
1513                 pr_err("%#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
1514                 return false;
1515         }
1516
1517         if (PageSwapCache(p)) {
1518                 pr_err("%#lx: keeping poisoned page in swap cache\n", pfn);
1519                 ttu &= ~TTU_HWPOISON;
1520         }
1521
1522         /*
1523          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
1524          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
1525          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
1526          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
1527          */
1528         mapping = page_mapping(hpage);
1529         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
1530             mapping_can_writeback(mapping)) {
1531                 if (page_mkclean(hpage)) {
1532                         SetPageDirty(hpage);
1533                 } else {
1534                         ttu &= ~TTU_HWPOISON;
1535                         pr_info("%#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
1536                                 pfn);
1537                 }
1538         }
1539
1540         /*
1541          * First collect all the processes that have the page
1542          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1543          * because ttu takes the rmap data structures down.
1544          */
1545         collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1546
1547         if (PageHuge(hpage) && !PageAnon(hpage)) {
1548                 /*
1549                  * For hugetlb pages in shared mappings, try_to_unmap
1550                  * could potentially call huge_pmd_unshare.  Because of
1551                  * this, take semaphore in write mode here and set
1552                  * TTU_RMAP_LOCKED to indicate we have taken the lock
1553                  * at this higher level.
1554                  */
1555                 mapping = hugetlb_page_mapping_lock_write(hpage);
1556                 if (mapping) {
1557                         try_to_unmap(folio, ttu|TTU_RMAP_LOCKED);
1558                         i_mmap_unlock_write(mapping);
1559                 } else
1560                         pr_info("%#lx: could not lock mapping for mapped huge page\n", pfn);
1561         } else {
1562                 try_to_unmap(folio, ttu);
1563         }
1564
1565         unmap_success = !page_mapped(hpage);
1566         if (!unmap_success)
1567                 pr_err("%#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1568                        pfn, page_mapcount(hpage));
1569
1570         /*
1571          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
1572          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
1573          */
1574         if (mlocked)
1575                 shake_page(hpage);
1576
1577         /*
1578          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1579          * struct page and all unmaps done we can decide if
1580          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1581          * was dirty or the process is not restartable,
1582          * otherwise the tokill list is merely
1583          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1584          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1585          * any accesses to the poisoned memory.
1586          */
1587         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL) ||
1588                     !unmap_success;
1589         kill_procs(&tokill, forcekill, !unmap_success, pfn, flags);
1590
1591         return unmap_success;
1592 }
1593
1594 static int identify_page_state(unsigned long pfn, struct page *p,
1595                                 unsigned long page_flags)
1596 {
1597         struct page_state *ps;
1598
1599         /*
1600          * The first check uses the current page flags which may not have any
1601          * relevant information. The second check with the saved page flags is
1602          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1603          */
1604         for (ps = error_states;; ps++)
1605                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1606                         break;
1607
1608         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1609
1610         if (!ps->mask)
1611                 for (ps = error_states;; ps++)
1612                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1613                                 break;
1614         return page_action(ps, p, pfn);
1615 }
1616
1617 static int try_to_split_thp_page(struct page *page)
1618 {
1619         int ret;
1620
1621         lock_page(page);
1622         ret = split_huge_page(page);
1623         unlock_page(page);
1624
1625         if (unlikely(ret))
1626                 put_page(page);
1627
1628         return ret;
1629 }
1630
1631 static void unmap_and_kill(struct list_head *to_kill, unsigned long pfn,
1632                 struct address_space *mapping, pgoff_t index, int flags)
1633 {
1634         struct to_kill *tk;
1635         unsigned long size = 0;
1636
1637         list_for_each_entry(tk, to_kill, nd)
1638                 if (tk->size_shift)
1639                         size = max(size, 1UL << tk->size_shift);
1640
1641         if (size) {
1642                 /*
1643                  * Unmap the largest mapping to avoid breaking up device-dax
1644                  * mappings which are constant size. The actual size of the
1645                  * mapping being torn down is communicated in siginfo, see
1646                  * kill_proc()
1647                  */
1648                 loff_t start = (index << PAGE_SHIFT) & ~(size - 1);
1649
1650                 unmap_mapping_range(mapping, start, size, 0);
1651         }
1652
1653         kill_procs(to_kill, flags & MF_MUST_KILL, false, pfn, flags);
1654 }
1655
1656 static int mf_generic_kill_procs(unsigned long long pfn, int flags,
1657                 struct dev_pagemap *pgmap)
1658 {
1659         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1660         LIST_HEAD(to_kill);
1661         dax_entry_t cookie;
1662         int rc = 0;
1663
1664         /*
1665          * Pages instantiated by device-dax (not filesystem-dax)
1666          * may be compound pages.
1667          */
1668         page = compound_head(page);
1669
1670         /*
1671          * Prevent the inode from being freed while we are interrogating
1672          * the address_space, typically this would be handled by
1673          * lock_page(), but dax pages do not use the page lock. This
1674          * also prevents changes to the mapping of this pfn until
1675          * poison signaling is complete.
1676          */
1677         cookie = dax_lock_page(page);
1678         if (!cookie)
1679                 return -EBUSY;
1680
1681         if (hwpoison_filter(page)) {
1682                 rc = -EOPNOTSUPP;
1683                 goto unlock;
1684         }
1685
1686         switch (pgmap->type) {
1687         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1688         case MEMORY_DEVICE_COHERENT:
1689                 /*
1690                  * TODO: Handle device pages which may need coordination
1691                  * with device-side memory.
1692                  */
1693                 rc = -ENXIO;
1694                 goto unlock;
1695         default:
1696                 break;
1697         }
1698
1699         /*
1700          * Use this flag as an indication that the dax page has been
1701          * remapped UC to prevent speculative consumption of poison.
1702          */
1703         SetPageHWPoison(page);
1704
1705         /*
1706          * Unlike System-RAM there is no possibility to swap in a
1707          * different physical page at a given virtual address, so all
1708          * userspace consumption of ZONE_DEVICE memory necessitates
1709          * SIGBUS (i.e. MF_MUST_KILL)
1710          */
1711         flags |= MF_ACTION_REQUIRED | MF_MUST_KILL;
1712         collect_procs(page, &to_kill, true);
1713
1714         unmap_and_kill(&to_kill, pfn, page->mapping, page->index, flags);
1715 unlock:
1716         dax_unlock_page(page, cookie);
1717         return rc;
1718 }
1719
1720 #ifdef CONFIG_FS_DAX
1721 /**
1722  * mf_dax_kill_procs - Collect and kill processes who are using this file range
1723  * @mapping:    address_space of the file in use
1724  * @index:      start pgoff of the range within the file
1725  * @count:      length of the range, in unit of PAGE_SIZE
1726  * @mf_flags:   memory failure flags
1727  */
1728 int mf_dax_kill_procs(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
1729                 unsigned long count, int mf_flags)
1730 {
1731         LIST_HEAD(to_kill);
1732         dax_entry_t cookie;
1733         struct page *page;
1734         size_t end = index + count;
1735
1736         mf_flags |= MF_ACTION_REQUIRED | MF_MUST_KILL;
1737
1738         for (; index < end; index++) {
1739                 page = NULL;
1740                 cookie = dax_lock_mapping_entry(mapping, index, &page);
1741                 if (!cookie)
1742                         return -EBUSY;
1743                 if (!page)
1744                         goto unlock;
1745
1746                 SetPageHWPoison(page);
1747
1748                 collect_procs_fsdax(page, mapping, index, &to_kill);
1749                 unmap_and_kill(&to_kill, page_to_pfn(page), mapping,
1750                                 index, mf_flags);
1751 unlock:
1752                 dax_unlock_mapping_entry(mapping, index, cookie);
1753         }
1754         return 0;
1755 }
1756 EXPORT_SYMBOL_GPL(mf_dax_kill_procs);
1757 #endif /* CONFIG_FS_DAX */
1758
1759 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1760 /*
1761  * Struct raw_hwp_page represents information about "raw error page",
1762  * constructing singly linked list from ->_hugetlb_hwpoison field of folio.
1763  */
1764 struct raw_hwp_page {
1765         struct llist_node node;
1766         struct page *page;
1767 };
1768
1769 static inline struct llist_head *raw_hwp_list_head(struct folio *folio)
1770 {
1771         return (struct llist_head *)&folio->_hugetlb_hwpoison;
1772 }
1773
1774 static unsigned long __folio_free_raw_hwp(struct folio *folio, bool move_flag)
1775 {
1776         struct llist_head *head;
1777         struct llist_node *t, *tnode;
1778         unsigned long count = 0;
1779
1780         head = raw_hwp_list_head(folio);
1781         llist_for_each_safe(tnode, t, head->first) {
1782                 struct raw_hwp_page *p = container_of(tnode, struct raw_hwp_page, node);
1783
1784                 if (move_flag)
1785                         SetPageHWPoison(p->page);
1786                 else
1787                         num_poisoned_pages_sub(page_to_pfn(p->page), 1);
1788                 kfree(p);
1789                 count++;
1790         }
1791         llist_del_all(head);
1792         return count;
1793 }
1794
1795 static int folio_set_hugetlb_hwpoison(struct folio *folio, struct page *page)
1796 {
1797         struct llist_head *head;
1798         struct raw_hwp_page *raw_hwp;
1799         struct llist_node *t, *tnode;
1800         int ret = folio_test_set_hwpoison(folio) ? -EHWPOISON : 0;
1801
1802         /*
1803          * Once the hwpoison hugepage has lost reliable raw error info,
1804          * there is little meaning to keep additional error info precisely,
1805          * so skip to add additional raw error info.
1806          */
1807         if (folio_test_hugetlb_raw_hwp_unreliable(folio))
1808                 return -EHWPOISON;
1809         head = raw_hwp_list_head(folio);
1810         llist_for_each_safe(tnode, t, head->first) {
1811                 struct raw_hwp_page *p = container_of(tnode, struct raw_hwp_page, node);
1812
1813                 if (p->page == page)
1814                         return -EHWPOISON;
1815         }
1816
1817         raw_hwp = kmalloc(sizeof(struct raw_hwp_page), GFP_ATOMIC);
1818         if (raw_hwp) {
1819                 raw_hwp->page = page;
1820                 llist_add(&raw_hwp->node, head);
1821                 /* the first error event will be counted in action_result(). */
1822                 if (ret)
1823                         num_poisoned_pages_inc(page_to_pfn(page));
1824         } else {
1825                 /*
1826                  * Failed to save raw error info.  We no longer trace all
1827                  * hwpoisoned subpages, and we need refuse to free/dissolve
1828                  * this hwpoisoned hugepage.
1829                  */
1830                 folio_set_hugetlb_raw_hwp_unreliable(folio);
1831                 /*
1832                  * Once hugetlb_raw_hwp_unreliable is set, raw_hwp_page is not
1833                  * used any more, so free it.
1834                  */
1835                 __folio_free_raw_hwp(folio, false);
1836         }
1837         return ret;
1838 }
1839
1840 static unsigned long folio_free_raw_hwp(struct folio *folio, bool move_flag)
1841 {
1842         /*
1843          * hugetlb_vmemmap_optimized hugepages can't be freed because struct
1844          * pages for tail pages are required but they don't exist.
1845          */
1846         if (move_flag && folio_test_hugetlb_vmemmap_optimized(folio))
1847                 return 0;
1848
1849         /*
1850          * hugetlb_raw_hwp_unreliable hugepages shouldn't be unpoisoned by
1851          * definition.
1852          */
1853         if (folio_test_hugetlb_raw_hwp_unreliable(folio))
1854                 return 0;
1855
1856         return __folio_free_raw_hwp(folio, move_flag);
1857 }
1858
1859 void folio_clear_hugetlb_hwpoison(struct folio *folio)
1860 {
1861         if (folio_test_hugetlb_raw_hwp_unreliable(folio))
1862                 return;
1863         folio_clear_hwpoison(folio);
1864         folio_free_raw_hwp(folio, true);
1865 }
1866
1867 /*
1868  * Called from hugetlb code with hugetlb_lock held.
1869  *
1870  * Return values:
1871  *   0             - free hugepage
1872  *   1             - in-use hugepage
1873  *   2             - not a hugepage
1874  *   -EBUSY        - the hugepage is busy (try to retry)
1875  *   -EHWPOISON    - the hugepage is already hwpoisoned
1876  */
1877 int __get_huge_page_for_hwpoison(unsigned long pfn, int flags,
1878                                  bool *migratable_cleared)
1879 {
1880         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1881         struct folio *folio = page_folio(page);
1882         int ret = 2;    /* fallback to normal page handling */
1883         bool count_increased = false;
1884
1885         if (!folio_test_hugetlb(folio))
1886                 goto out;
1887
1888         if (flags & MF_COUNT_INCREASED) {
1889                 ret = 1;
1890                 count_increased = true;
1891         } else if (folio_test_hugetlb_freed(folio)) {
1892                 ret = 0;
1893         } else if (folio_test_hugetlb_migratable(folio)) {
1894                 ret = folio_try_get(folio);
1895                 if (ret)
1896                         count_increased = true;
1897         } else {
1898                 ret = -EBUSY;
1899                 if (!(flags & MF_NO_RETRY))
1900                         goto out;
1901         }
1902
1903         if (folio_set_hugetlb_hwpoison(folio, page)) {
1904                 ret = -EHWPOISON;
1905                 goto out;
1906         }
1907
1908         /*
1909          * Clearing hugetlb_migratable for hwpoisoned hugepages to prevent them
1910          * from being migrated by memory hotremove.
1911          */
1912         if (count_increased && folio_test_hugetlb_migratable(folio)) {
1913                 folio_clear_hugetlb_migratable(folio);
1914                 *migratable_cleared = true;
1915         }
1916
1917         return ret;
1918 out:
1919         if (count_increased)
1920                 folio_put(folio);
1921         return ret;
1922 }
1923
1924 /*
1925  * Taking refcount of hugetlb pages needs extra care about race conditions
1926  * with basic operations like hugepage allocation/free/demotion.
1927  * So some of prechecks for hwpoison (pinning, and testing/setting
1928  * PageHWPoison) should be done in single hugetlb_lock range.
1929  */
1930 static int try_memory_failure_hugetlb(unsigned long pfn, int flags, int *hugetlb)
1931 {
1932         int res;
1933         struct page *p = pfn_to_page(pfn);
1934         struct folio *folio;
1935         unsigned long page_flags;
1936         bool migratable_cleared = false;
1937
1938         *hugetlb = 1;
1939 retry:
1940         res = get_huge_page_for_hwpoison(pfn, flags, &migratable_cleared);
1941         if (res == 2) { /* fallback to normal page handling */
1942                 *hugetlb = 0;
1943                 return 0;
1944         } else if (res == -EHWPOISON) {
1945                 pr_err("%#lx: already hardware poisoned\n", pfn);
1946                 if (flags & MF_ACTION_REQUIRED) {
1947                         folio = page_folio(p);
1948                         res = kill_accessing_process(current, folio_pfn(folio), flags);
1949                 }
1950                 return res;
1951         } else if (res == -EBUSY) {
1952                 if (!(flags & MF_NO_RETRY)) {
1953                         flags |= MF_NO_RETRY;
1954                         goto retry;
1955                 }
1956                 return action_result(pfn, MF_MSG_UNKNOWN, MF_IGNORED);
1957         }
1958
1959         folio = page_folio(p);
1960         folio_lock(folio);
1961
1962         if (hwpoison_filter(p)) {
1963                 folio_clear_hugetlb_hwpoison(folio);
1964                 if (migratable_cleared)
1965                         folio_set_hugetlb_migratable(folio);
1966                 folio_unlock(folio);
1967                 if (res == 1)
1968                         folio_put(folio);
1969                 return -EOPNOTSUPP;
1970         }
1971
1972         /*
1973          * Handling free hugepage.  The possible race with hugepage allocation
1974          * or demotion can be prevented by PageHWPoison flag.
1975          */
1976         if (res == 0) {
1977                 folio_unlock(folio);
1978                 if (__page_handle_poison(p) >= 0) {
1979                         page_ref_inc(p);
1980                         res = MF_RECOVERED;
1981                 } else {
1982                         res = MF_FAILED;
1983                 }
1984                 return action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE, res);
1985         }
1986
1987         page_flags = folio->flags;
1988
1989         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &folio->page)) {
1990                 folio_unlock(folio);
1991                 return action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1992         }
1993
1994         return identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1995 }
1996
1997 #else
1998 static inline int try_memory_failure_hugetlb(unsigned long pfn, int flags, int *hugetlb)
1999 {
2000         return 0;
2001 }
2002
2003 static inline unsigned long folio_free_raw_hwp(struct folio *folio, bool flag)
2004 {
2005         return 0;
2006 }
2007 #endif  /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
2008
2009 /* Drop the extra refcount in case we come from madvise() */
2010 static void put_ref_page(unsigned long pfn, int flags)
2011 {
2012         struct page *page;
2013
2014         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED))
2015                 return;
2016
2017         page = pfn_to_page(pfn);
2018         if (page)
2019                 put_page(page);
2020 }
2021
2022 static int memory_failure_dev_pagemap(unsigned long pfn, int flags,
2023                 struct dev_pagemap *pgmap)
2024 {
2025         int rc = -ENXIO;
2026
2027         put_ref_page(pfn, flags);
2028
2029         /* device metadata space is not recoverable */
2030         if (!pgmap_pfn_valid(pgmap, pfn))
2031                 goto out;
2032
2033         /*
2034          * Call driver's implementation to handle the memory failure, otherwise
2035          * fall back to generic handler.
2036          */
2037         if (pgmap_has_memory_failure(pgmap)) {
2038                 rc = pgmap->ops->memory_failure(pgmap, pfn, 1, flags);
2039                 /*
2040                  * Fall back to generic handler too if operation is not
2041                  * supported inside the driver/device/filesystem.
2042                  */
2043                 if (rc != -EOPNOTSUPP)
2044                         goto out;
2045         }
2046
2047         rc = mf_generic_kill_procs(pfn, flags, pgmap);
2048 out:
2049         /* drop pgmap ref acquired in caller */
2050         put_dev_pagemap(pgmap);
2051         action_result(pfn, MF_MSG_DAX, rc ? MF_FAILED : MF_RECOVERED);
2052         return rc;
2053 }
2054
2055 static DEFINE_MUTEX(mf_mutex);
2056
2057 /**
2058  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
2059  * @pfn: Page Number of the corrupted page
2060  * @flags: fine tune action taken
2061  *
2062  * This function is called by the low level machine check code
2063  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
2064  * of a page. It tries its best to recover, which includes
2065  * dropping pages, killing processes etc.
2066  *
2067  * The function is primarily of use for corruptions that
2068  * happen outside the current execution context (e.g. when
2069  * detected by a background scrubber)
2070  *
2071  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
2072  * enabled and no spinlocks hold.
2073  *
2074  * Return: 0 for successfully handled the memory error,
2075  *         -EOPNOTSUPP for hwpoison_filter() filtered the error event,
2076  *         < 0(except -EOPNOTSUPP) on failure.
2077  */
2078 int memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
2079 {
2080         struct page *p;
2081         struct page *hpage;
2082         struct dev_pagemap *pgmap;
2083         int res = 0;
2084         unsigned long page_flags;
2085         bool retry = true;
2086         int hugetlb = 0;
2087
2088         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
2089                 panic("Memory failure on page %lx", pfn);
2090
2091         mutex_lock(&mf_mutex);
2092
2093         if (!(flags & MF_SW_SIMULATED))
2094                 hw_memory_failure = true;
2095
2096         p = pfn_to_online_page(pfn);
2097         if (!p) {
2098                 res = arch_memory_failure(pfn, flags);
2099                 if (res == 0)
2100                         goto unlock_mutex;
2101
2102                 if (pfn_valid(pfn)) {
2103                         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
2104                         if (pgmap) {
2105                                 res = memory_failure_dev_pagemap(pfn, flags,
2106                                                                  pgmap);
2107                                 goto unlock_mutex;
2108                         }
2109                 }
2110                 pr_err("%#lx: memory outside kernel control\n", pfn);
2111                 res = -ENXIO;
2112                 goto unlock_mutex;
2113         }
2114
2115 try_again:
2116         res = try_memory_failure_hugetlb(pfn, flags, &hugetlb);
2117         if (hugetlb)
2118                 goto unlock_mutex;
2119
2120         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
2121                 pr_err("%#lx: already hardware poisoned\n", pfn);
2122                 res = -EHWPOISON;
2123                 if (flags & MF_ACTION_REQUIRED)
2124                         res = kill_accessing_process(current, pfn, flags);
2125                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
2126                         put_page(p);
2127                 goto unlock_mutex;
2128         }
2129
2130         hpage = compound_head(p);
2131
2132         /*
2133          * We need/can do nothing about count=0 pages.
2134          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
2135          *    check_new_page() will be the gate keeper.
2136          * 2) it's part of a non-compound high order page.
2137          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
2138          *    R/W the page; let's pray that the page has been
2139          *    used and will be freed some time later.
2140          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
2141          * that may make page_ref_freeze()/page_ref_unfreeze() mismatch.
2142          */
2143         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED)) {
2144                 res = get_hwpoison_page(p, flags);
2145                 if (!res) {
2146                         if (is_free_buddy_page(p)) {
2147                                 if (take_page_off_buddy(p)) {
2148                                         page_ref_inc(p);
2149                                         res = MF_RECOVERED;
2150                                 } else {
2151                                         /* We lost the race, try again */
2152                                         if (retry) {
2153                                                 ClearPageHWPoison(p);
2154                                                 retry = false;
2155                                                 goto try_again;
2156                                         }
2157                                         res = MF_FAILED;
2158                                 }
2159                                 res = action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, res);
2160                         } else {
2161                                 res = action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
2162                         }
2163                         goto unlock_mutex;
2164                 } else if (res < 0) {
2165                         res = action_result(pfn, MF_MSG_UNKNOWN, MF_IGNORED);
2166                         goto unlock_mutex;
2167                 }
2168         }
2169
2170         if (PageTransHuge(hpage)) {
2171                 /*
2172                  * The flag must be set after the refcount is bumped
2173                  * otherwise it may race with THP split.
2174                  * And the flag can't be set in get_hwpoison_page() since
2175                  * it is called by soft offline too and it is just called
2176                  * for !MF_COUNT_INCREASE.  So here seems to be the best
2177                  * place.
2178                  *
2179                  * Don't need care about the above error handling paths for
2180                  * get_hwpoison_page() since they handle either free page
2181                  * or unhandlable page.  The refcount is bumped iff the
2182                  * page is a valid handlable page.
2183                  */
2184                 SetPageHasHWPoisoned(hpage);
2185                 if (try_to_split_thp_page(p) < 0) {
2186                         res = action_result(pfn, MF_MSG_UNSPLIT_THP, MF_IGNORED);
2187                         goto unlock_mutex;
2188                 }
2189                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
2190         }
2191
2192         /*
2193          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
2194          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
2195          * - to avoid races with __SetPageLocked()
2196          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
2197          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
2198          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
2199          */
2200         shake_page(p);
2201
2202         lock_page(p);
2203
2204         /*
2205          * We're only intended to deal with the non-Compound page here.
2206          * However, the page could have changed compound pages due to
2207          * race window. If this happens, we could try again to hopefully
2208          * handle the page next round.
2209          */
2210         if (PageCompound(p)) {
2211                 if (retry) {
2212                         ClearPageHWPoison(p);
2213                         unlock_page(p);
2214                         put_page(p);
2215                         flags &= ~MF_COUNT_INCREASED;
2216                         retry = false;
2217                         goto try_again;
2218                 }
2219                 res = action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
2220                 goto unlock_page;
2221         }
2222
2223         /*
2224          * We use page flags to determine what action should be taken, but
2225          * the flags can be modified by the error containment action.  One
2226          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
2227          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
2228          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
2229          */
2230         page_flags = p->flags;
2231
2232         if (hwpoison_filter(p)) {
2233                 ClearPageHWPoison(p);
2234                 unlock_page(p);
2235                 put_page(p);
2236                 res = -EOPNOTSUPP;
2237                 goto unlock_mutex;
2238         }
2239
2240         /*
2241          * __munlock_folio() may clear a writeback page's LRU flag without
2242          * page_lock. We need wait writeback completion for this page or it
2243          * may trigger vfs BUG while evict inode.
2244          */
2245         if (!PageLRU(p) && !PageWriteback(p))
2246                 goto identify_page_state;
2247
2248         /*
2249          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
2250          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
2251          */
2252         wait_on_page_writeback(p);
2253
2254         /*
2255          * Now take care of user space mappings.
2256          * Abort on fail: __filemap_remove_folio() assumes unmapped page.
2257          */
2258         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, p)) {
2259                 res = action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
2260                 goto unlock_page;
2261         }
2262
2263         /*
2264          * Torn down by someone else?
2265          */
2266         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
2267                 res = action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
2268                 goto unlock_page;
2269         }
2270
2271 identify_page_state:
2272         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
2273         mutex_unlock(&mf_mutex);
2274         return res;
2275 unlock_page:
2276         unlock_page(p);
2277 unlock_mutex:
2278         mutex_unlock(&mf_mutex);
2279         return res;
2280 }
2281 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
2282
2283 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
2284 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
2285
2286 struct memory_failure_entry {
2287         unsigned long pfn;
2288         int flags;
2289 };
2290
2291 struct memory_failure_cpu {
2292         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
2293                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
2294         spinlock_t lock;
2295         struct work_struct work;
2296 };
2297
2298 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
2299
2300 /**
2301  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
2302  * @pfn: Page Number of the corrupted page
2303  * @flags: Flags for memory failure handling
2304  *
2305  * This function is called by the low level hardware error handler
2306  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
2307  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
2308  * processes etc.
2309  *
2310  * The function is primarily of use for corruptions that
2311  * happen outside the current execution context (e.g. when
2312  * detected by a background scrubber)
2313  *
2314  * Can run in IRQ context.
2315  */
2316 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
2317 {
2318         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
2319         unsigned long proc_flags;
2320         struct memory_failure_entry entry = {
2321                 .pfn =          pfn,
2322                 .flags =        flags,
2323         };
2324
2325         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
2326         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
2327         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
2328                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
2329         else
2330                 pr_err("buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
2331                        pfn);
2332         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
2333         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
2334 }
2335 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
2336
2337 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
2338 {
2339         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
2340         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
2341         unsigned long proc_flags;
2342         int gotten;
2343
2344         mf_cpu = container_of(work, struct memory_failure_cpu, work);
2345         for (;;) {
2346                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
2347                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
2348                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
2349                 if (!gotten)
2350                         break;
2351                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
2352                         soft_offline_page(entry.pfn, entry.flags);
2353                 else
2354                         memory_failure(entry.pfn, entry.flags);
2355         }
2356 }
2357
2358 /*
2359  * Process memory_failure work queued on the specified CPU.
2360  * Used to avoid return-to-userspace racing with the memory_failure workqueue.
2361  */
2362 void memory_failure_queue_kick(int cpu)
2363 {
2364         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
2365
2366         mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
2367         cancel_work_sync(&mf_cpu->work);
2368         memory_failure_work_func(&mf_cpu->work);
2369 }
2370
2371 static int __init memory_failure_init(void)
2372 {
2373         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
2374         int cpu;
2375
2376         for_each_possible_cpu(cpu) {
2377                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
2378                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
2379                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
2380                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
2381         }
2382
2383         return 0;
2384 }
2385 core_initcall(memory_failure_init);
2386
2387 #undef pr_fmt
2388 #define pr_fmt(fmt)     "" fmt
2389 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
2390 ({                                                      \
2391         if (__ratelimit(rs))                            \
2392                 pr_info(fmt, pfn);                      \
2393 })
2394
2395 /**
2396  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
2397  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
2398  *
2399  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
2400  * memory_failure() earlier.
2401  *
2402  * This is only done on the software-level, so it only works
2403  * for linux injected failures, not real hardware failures
2404  *
2405  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
2406  */
2407 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
2408 {
2409         struct folio *folio;
2410         struct page *p;
2411         int ret = -EBUSY;
2412         unsigned long count = 1;
2413         bool huge = false;
2414         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2415                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2416
2417         if (!pfn_valid(pfn))
2418                 return -ENXIO;
2419
2420         p = pfn_to_page(pfn);
2421         folio = page_folio(p);
2422
2423         mutex_lock(&mf_mutex);
2424
2425         if (hw_memory_failure) {
2426                 unpoison_pr_info("Unpoison: Disabled after HW memory failure %#lx\n",
2427                                  pfn, &unpoison_rs);
2428                 ret = -EOPNOTSUPP;
2429                 goto unlock_mutex;
2430         }
2431
2432         if (!folio_test_hwpoison(folio)) {
2433                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
2434                                  pfn, &unpoison_rs);
2435                 goto unlock_mutex;
2436         }
2437
2438         if (folio_ref_count(folio) > 1) {
2439                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
2440                                  pfn, &unpoison_rs);
2441                 goto unlock_mutex;
2442         }
2443
2444         if (folio_mapped(folio)) {
2445                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
2446                                  pfn, &unpoison_rs);
2447                 goto unlock_mutex;
2448         }
2449
2450         if (folio_mapping(folio)) {
2451                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
2452                                  pfn, &unpoison_rs);
2453                 goto unlock_mutex;
2454         }
2455
2456         if (folio_test_slab(folio) || PageTable(&folio->page) || folio_test_reserved(folio))
2457                 goto unlock_mutex;
2458
2459         ret = get_hwpoison_page(p, MF_UNPOISON);
2460         if (!ret) {
2461                 if (PageHuge(p)) {
2462                         huge = true;
2463                         count = folio_free_raw_hwp(folio, false);
2464                         if (count == 0) {
2465                                 ret = -EBUSY;
2466                                 goto unlock_mutex;
2467                         }
2468                 }
2469                 ret = folio_test_clear_hwpoison(folio) ? 0 : -EBUSY;
2470         } else if (ret < 0) {
2471                 if (ret == -EHWPOISON) {
2472                         ret = put_page_back_buddy(p) ? 0 : -EBUSY;
2473                 } else
2474                         unpoison_pr_info("Unpoison: failed to grab page %#lx\n",
2475                                          pfn, &unpoison_rs);
2476         } else {
2477                 if (PageHuge(p)) {
2478                         huge = true;
2479                         count = folio_free_raw_hwp(folio, false);
2480                         if (count == 0) {
2481                                 ret = -EBUSY;
2482                                 folio_put(folio);
2483                                 goto unlock_mutex;
2484                         }
2485                 }
2486
2487                 folio_put(folio);
2488                 if (TestClearPageHWPoison(p)) {
2489                         folio_put(folio);
2490                         ret = 0;
2491                 }
2492         }
2493
2494 unlock_mutex:
2495         mutex_unlock(&mf_mutex);
2496         if (!ret) {
2497                 if (!huge)
2498                         num_poisoned_pages_sub(pfn, 1);
2499                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
2500                                  page_to_pfn(p), &unpoison_rs);
2501         }
2502         return ret;
2503 }
2504 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
2505
2506 static bool isolate_page(struct page *page, struct list_head *pagelist)
2507 {
2508         bool isolated = false;
2509
2510         if (PageHuge(page)) {
2511                 isolated = isolate_hugetlb(page_folio(page), pagelist);
2512         } else {
2513                 bool lru = !__PageMovable(page);
2514
2515                 if (lru)
2516                         isolated = isolate_lru_page(page);
2517                 else
2518                         isolated = isolate_movable_page(page,
2519                                                         ISOLATE_UNEVICTABLE);
2520
2521                 if (isolated) {
2522                         list_add(&page->lru, pagelist);
2523                         if (lru)
2524                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
2525                                                     page_is_file_lru(page));
2526                 }
2527         }
2528
2529         /*
2530          * If we succeed to isolate the page, we grabbed another refcount on
2531          * the page, so we can safely drop the one we got from get_any_pages().
2532          * If we failed to isolate the page, it means that we cannot go further
2533          * and we will return an error, so drop the reference we got from
2534          * get_any_pages() as well.
2535          */
2536         put_page(page);
2537         return isolated;
2538 }
2539
2540 /*
2541  * soft_offline_in_use_page handles hugetlb-pages and non-hugetlb pages.
2542  * If the page is a non-dirty unmapped page-cache page, it simply invalidates.
2543  * If the page is mapped, it migrates the contents over.
2544  */
2545 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page)
2546 {
2547         long ret = 0;
2548         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
2549         struct page *hpage = compound_head(page);
2550         char const *msg_page[] = {"page", "hugepage"};
2551         bool huge = PageHuge(page);
2552         LIST_HEAD(pagelist);
2553         struct migration_target_control mtc = {
2554                 .nid = NUMA_NO_NODE,
2555                 .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
2556         };
2557
2558         if (!huge && PageTransHuge(hpage)) {
2559                 if (try_to_split_thp_page(page)) {
2560                         pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", pfn);
2561                         return -EBUSY;
2562                 }
2563                 hpage = page;
2564         }
2565
2566         lock_page(page);
2567         if (!PageHuge(page))
2568                 wait_on_page_writeback(page);
2569         if (PageHWPoison(page)) {
2570                 unlock_page(page);
2571                 put_page(page);
2572                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
2573                 return 0;
2574         }
2575
2576         if (!PageHuge(page) && PageLRU(page) && !PageSwapCache(page))
2577                 /*
2578                  * Try to invalidate first. This should work for
2579                  * non dirty unmapped page cache pages.
2580                  */
2581                 ret = invalidate_inode_page(page);
2582         unlock_page(page);
2583
2584         if (ret) {
2585                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
2586                 page_handle_poison(page, false, true);
2587                 return 0;
2588         }
2589
2590         if (isolate_page(hpage, &pagelist)) {
2591                 ret = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
2592                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE, NULL);
2593                 if (!ret) {
2594                         bool release = !huge;
2595
2596                         if (!page_handle_poison(page, huge, release))
2597                                 ret = -EBUSY;
2598                 } else {
2599                         if (!list_empty(&pagelist))
2600                                 putback_movable_pages(&pagelist);
2601
2602                         pr_info("soft offline: %#lx: %s migration failed %ld, type %pGp\n",
2603                                 pfn, msg_page[huge], ret, &page->flags);
2604                         if (ret > 0)
2605                                 ret = -EBUSY;
2606                 }
2607         } else {
2608                 pr_info("soft offline: %#lx: %s isolation failed, page count %d, type %pGp\n",
2609                         pfn, msg_page[huge], page_count(page), &page->flags);
2610                 ret = -EBUSY;
2611         }
2612         return ret;
2613 }
2614
2615 /**
2616  * soft_offline_page - Soft offline a page.
2617  * @pfn: pfn to soft-offline
2618  * @flags: flags. Same as memory_failure().
2619  *
2620  * Returns 0 on success
2621  *         -EOPNOTSUPP for hwpoison_filter() filtered the error event
2622  *         < 0 otherwise negated errno.
2623  *
2624  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
2625  * without killing anything. This is for the case when
2626  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
2627  * but has had a number of corrected errors and is better taken
2628  * out.
2629  *
2630  * The actual policy on when to do that is maintained by
2631  * user space.
2632  *
2633  * This should never impact any application or cause data loss,
2634  * however it might take some time.
2635  *
2636  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
2637  * ``good enough'' for the majority of memory.
2638  */
2639 int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags)
2640 {
2641         int ret;
2642         bool try_again = true;
2643         struct page *page;
2644
2645         if (!pfn_valid(pfn)) {
2646                 WARN_ON_ONCE(flags & MF_COUNT_INCREASED);
2647                 return -ENXIO;
2648         }
2649
2650         /* Only online pages can be soft-offlined (esp., not ZONE_DEVICE). */
2651         page = pfn_to_online_page(pfn);
2652         if (!page) {
2653                 put_ref_page(pfn, flags);
2654                 return -EIO;
2655         }
2656
2657         mutex_lock(&mf_mutex);
2658
2659         if (PageHWPoison(page)) {
2660                 pr_info("%s: %#lx page already poisoned\n", __func__, pfn);
2661                 put_ref_page(pfn, flags);
2662                 mutex_unlock(&mf_mutex);
2663                 return 0;
2664         }
2665
2666 retry:
2667         get_online_mems();
2668         ret = get_hwpoison_page(page, flags | MF_SOFT_OFFLINE);
2669         put_online_mems();
2670
2671         if (hwpoison_filter(page)) {
2672                 if (ret > 0)
2673                         put_page(page);
2674
2675                 mutex_unlock(&mf_mutex);
2676                 return -EOPNOTSUPP;
2677         }
2678
2679         if (ret > 0) {
2680                 ret = soft_offline_in_use_page(page);
2681         } else if (ret == 0) {
2682                 if (!page_handle_poison(page, true, false) && try_again) {
2683                         try_again = false;
2684                         flags &= ~MF_COUNT_INCREASED;
2685                         goto retry;
2686                 }
2687         }
2688
2689         mutex_unlock(&mf_mutex);
2690
2691         return ret;
2692 }