Merge branch '4.3-fixes' into mips-for-linux-next
[linux-drm-fsl-dcu.git] / mm / memory-failure.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2008, 2009 Intel Corporation
3  * Authors: Andi Kleen, Fengguang Wu
4  *
5  * This software may be redistributed and/or modified under the terms of
6  * the GNU General Public License ("GPL") version 2 only as published by the
7  * Free Software Foundation.
8  *
9  * High level machine check handler. Handles pages reported by the
10  * hardware as being corrupted usually due to a multi-bit ECC memory or cache
11  * failure.
12  * 
13  * In addition there is a "soft offline" entry point that allows stop using
14  * not-yet-corrupted-by-suspicious pages without killing anything.
15  *
16  * Handles page cache pages in various states.  The tricky part
17  * here is that we can access any page asynchronously in respect to 
18  * other VM users, because memory failures could happen anytime and 
19  * anywhere. This could violate some of their assumptions. This is why 
20  * this code has to be extremely careful. Generally it tries to use 
21  * normal locking rules, as in get the standard locks, even if that means 
22  * the error handling takes potentially a long time.
23  *
24  * It can be very tempting to add handling for obscure cases here.
25  * In general any code for handling new cases should only be added iff:
26  * - You know how to test it.
27  * - You have a test that can be added to mce-test
28  *   https://git.kernel.org/cgit/utils/cpu/mce/mce-test.git/
29  * - The case actually shows up as a frequent (top 10) page state in
30  *   tools/vm/page-types when running a real workload.
31  * 
32  * There are several operations here with exponential complexity because
33  * of unsuitable VM data structures. For example the operation to map back 
34  * from RMAP chains to processes has to walk the complete process list and 
35  * has non linear complexity with the number. But since memory corruptions
36  * are rare we hope to get away with this. This avoids impacting the core 
37  * VM.
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.h>
44 #include <linux/ksm.h>
45 #include <linux/rmap.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/pagemap.h>
48 #include <linux/swap.h>
49 #include <linux/backing-dev.h>
50 #include <linux/migrate.h>
51 #include <linux/page-isolation.h>
52 #include <linux/suspend.h>
53 #include <linux/slab.h>
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/hugetlb.h>
56 #include <linux/memory_hotplug.h>
57 #include <linux/mm_inline.h>
58 #include <linux/kfifo.h>
59 #include "internal.h"
60 #include "ras/ras_event.h"
61
62 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
63
64 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
65
66 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
67
68 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
69
70 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
71 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
72 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
73 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
74 u64 hwpoison_filter_flags_value;
75 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
80
81 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
82 {
83         struct address_space *mapping;
84         dev_t dev;
85
86         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
87             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
88                 return 0;
89
90         /*
91          * page_mapping() does not accept slab pages.
92          */
93         if (PageSlab(p))
94                 return -EINVAL;
95
96         mapping = page_mapping(p);
97         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
98                 return -EINVAL;
99
100         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
101         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
102             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
103                 return -EINVAL;
104         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
105             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
106                 return -EINVAL;
107
108         return 0;
109 }
110
111 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
112 {
113         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
114                 return 0;
115
116         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
117                                     hwpoison_filter_flags_value)
118                 return 0;
119         else
120                 return -EINVAL;
121 }
122
123 /*
124  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
125  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
126  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
127  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
128  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
129  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
130  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
131  * a freed page.
132  */
133 #ifdef CONFIG_MEMCG
134 u64 hwpoison_filter_memcg;
135 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
136 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
137 {
138         if (!hwpoison_filter_memcg)
139                 return 0;
140
141         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
142                 return -EINVAL;
143
144         return 0;
145 }
146 #else
147 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
148 #endif
149
150 int hwpoison_filter(struct page *p)
151 {
152         if (!hwpoison_filter_enable)
153                 return 0;
154
155         if (hwpoison_filter_dev(p))
156                 return -EINVAL;
157
158         if (hwpoison_filter_flags(p))
159                 return -EINVAL;
160
161         if (hwpoison_filter_task(p))
162                 return -EINVAL;
163
164         return 0;
165 }
166 #else
167 int hwpoison_filter(struct page *p)
168 {
169         return 0;
170 }
171 #endif
172
173 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
174
175 /*
176  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
177  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
178  * ``action required'' if error happened in current execution context
179  */
180 static int kill_proc(struct task_struct *t, unsigned long addr, int trapno,
181                         unsigned long pfn, struct page *page, int flags)
182 {
183         struct siginfo si;
184         int ret;
185
186         printk(KERN_ERR
187                 "MCE %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
188                 pfn, t->comm, t->pid);
189         si.si_signo = SIGBUS;
190         si.si_errno = 0;
191         si.si_addr = (void *)addr;
192 #ifdef __ARCH_SI_TRAPNO
193         si.si_trapno = trapno;
194 #endif
195         si.si_addr_lsb = compound_order(compound_head(page)) + PAGE_SHIFT;
196
197         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
198                 si.si_code = BUS_MCEERR_AR;
199                 ret = force_sig_info(SIGBUS, &si, current);
200         } else {
201                 /*
202                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
203                  * can be temporarily blocked.
204                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
205                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
206                  */
207                 si.si_code = BUS_MCEERR_AO;
208                 ret = send_sig_info(SIGBUS, &si, t);  /* synchronous? */
209         }
210         if (ret < 0)
211                 printk(KERN_INFO "MCE: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
212                        t->comm, t->pid, ret);
213         return ret;
214 }
215
216 /*
217  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
218  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
219  */
220 void shake_page(struct page *p, int access)
221 {
222         if (!PageSlab(p)) {
223                 lru_add_drain_all();
224                 if (PageLRU(p))
225                         return;
226                 drain_all_pages(page_zone(p));
227                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
228                         return;
229         }
230
231         /*
232          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
233          * other caches) if access is not potentially fatal.
234          */
235         if (access)
236                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
237 }
238 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
239
240 /*
241  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
242  * the page.
243  *
244  * General strategy:
245  * Find all processes having the page mapped and kill them.
246  * But we keep a page reference around so that the page is not
247  * actually freed yet.
248  * Then stash the page away
249  *
250  * There's no convenient way to get back to mapped processes
251  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
252  * running processes.
253  *
254  * Remember that machine checks are not common (or rather
255  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
256  * be a performance issue.
257  *
258  * Also there are some races possible while we get from the
259  * error detection to actually handle it.
260  */
261
262 struct to_kill {
263         struct list_head nd;
264         struct task_struct *tsk;
265         unsigned long addr;
266         char addr_valid;
267 };
268
269 /*
270  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
271  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
272  */
273
274 /*
275  * Schedule a process for later kill.
276  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
277  * TBD would GFP_NOIO be enough?
278  */
279 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
280                        struct vm_area_struct *vma,
281                        struct list_head *to_kill,
282                        struct to_kill **tkc)
283 {
284         struct to_kill *tk;
285
286         if (*tkc) {
287                 tk = *tkc;
288                 *tkc = NULL;
289         } else {
290                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
291                 if (!tk) {
292                         printk(KERN_ERR
293                 "MCE: Out of memory while machine check handling\n");
294                         return;
295                 }
296         }
297         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
298         tk->addr_valid = 1;
299
300         /*
301          * In theory we don't have to kill when the page was
302          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
303          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
304          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
305          */
306         if (tk->addr == -EFAULT) {
307                 pr_info("MCE: Unable to find user space address %lx in %s\n",
308                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
309                 tk->addr_valid = 0;
310         }
311         get_task_struct(tsk);
312         tk->tsk = tsk;
313         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
314 }
315
316 /*
317  * Kill the processes that have been collected earlier.
318  *
319  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
320  * (this is used for clean pages which do not need killing)
321  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
322  * wrong earlier.
323  */
324 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, int trapno,
325                           int fail, struct page *page, unsigned long pfn,
326                           int flags)
327 {
328         struct to_kill *tk, *next;
329
330         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
331                 if (forcekill) {
332                         /*
333                          * In case something went wrong with munmapping
334                          * make sure the process doesn't catch the
335                          * signal and then access the memory. Just kill it.
336                          */
337                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
338                                 printk(KERN_ERR
339                 "MCE %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
340                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
341                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
342                         }
343
344                         /*
345                          * In theory the process could have mapped
346                          * something else on the address in-between. We could
347                          * check for that, but we need to tell the
348                          * process anyways.
349                          */
350                         else if (kill_proc(tk->tsk, tk->addr, trapno,
351                                               pfn, page, flags) < 0)
352                                 printk(KERN_ERR
353                 "MCE %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
354                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
355                 }
356                 put_task_struct(tk->tsk);
357                 kfree(tk);
358         }
359 }
360
361 /*
362  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
363  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
364  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
365  *
366  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
367  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
368  */
369 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
370 {
371         struct task_struct *t;
372
373         for_each_thread(tsk, t)
374                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
375                         return t;
376         return NULL;
377 }
378
379 /*
380  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
381  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
382  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
383  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
384  */
385 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
386                                            int force_early)
387 {
388         struct task_struct *t;
389         if (!tsk->mm)
390                 return NULL;
391         if (force_early)
392                 return tsk;
393         t = find_early_kill_thread(tsk);
394         if (t)
395                 return t;
396         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
397                 return tsk;
398         return NULL;
399 }
400
401 /*
402  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
403  */
404 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
405                               struct to_kill **tkc, int force_early)
406 {
407         struct vm_area_struct *vma;
408         struct task_struct *tsk;
409         struct anon_vma *av;
410         pgoff_t pgoff;
411
412         av = page_lock_anon_vma_read(page);
413         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
414                 return;
415
416         pgoff = page_to_pgoff(page);
417         read_lock(&tasklist_lock);
418         for_each_process (tsk) {
419                 struct anon_vma_chain *vmac;
420                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
421
422                 if (!t)
423                         continue;
424                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
425                                                pgoff, pgoff) {
426                         vma = vmac->vma;
427                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
428                                 continue;
429                         if (vma->vm_mm == t->mm)
430                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
431                 }
432         }
433         read_unlock(&tasklist_lock);
434         page_unlock_anon_vma_read(av);
435 }
436
437 /*
438  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
439  */
440 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
441                               struct to_kill **tkc, int force_early)
442 {
443         struct vm_area_struct *vma;
444         struct task_struct *tsk;
445         struct address_space *mapping = page->mapping;
446
447         i_mmap_lock_read(mapping);
448         read_lock(&tasklist_lock);
449         for_each_process(tsk) {
450                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
451                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
452
453                 if (!t)
454                         continue;
455                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
456                                       pgoff) {
457                         /*
458                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
459                          * the page but the corrupted page is not necessarily
460                          * mapped it in its pte.
461                          * Assume applications who requested early kill want
462                          * to be informed of all such data corruptions.
463                          */
464                         if (vma->vm_mm == t->mm)
465                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
466                 }
467         }
468         read_unlock(&tasklist_lock);
469         i_mmap_unlock_read(mapping);
470 }
471
472 /*
473  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
474  * This is done in two steps for locking reasons.
475  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
476  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
477  */
478 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
479                                 int force_early)
480 {
481         struct to_kill *tk;
482
483         if (!page->mapping)
484                 return;
485
486         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
487         if (!tk)
488                 return;
489         if (PageAnon(page))
490                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
491         else
492                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
493         kfree(tk);
494 }
495
496 static const char *action_name[] = {
497         [MF_IGNORED] = "Ignored",
498         [MF_FAILED] = "Failed",
499         [MF_DELAYED] = "Delayed",
500         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
501 };
502
503 static const char * const action_page_types[] = {
504         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
505         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
506         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
507         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
508         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
509         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
510         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
511         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
512         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
513         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
514         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
515         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
516         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
517         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
518         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
519         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
520         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
521         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
522         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
523         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
524 };
525
526 /*
527  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
528  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
529  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
530  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
531  */
532 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
533 {
534         if (!isolate_lru_page(p)) {
535                 /*
536                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
537                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
538                  */
539                 ClearPageActive(p);
540                 ClearPageUnevictable(p);
541                 /*
542                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
543                  */
544                 page_cache_release(p);
545                 return 0;
546         }
547         return -EIO;
548 }
549
550 /*
551  * Error hit kernel page.
552  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
553  * could be more sophisticated.
554  */
555 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
556 {
557         return MF_IGNORED;
558 }
559
560 /*
561  * Page in unknown state. Do nothing.
562  */
563 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
564 {
565         printk(KERN_ERR "MCE %#lx: Unknown page state\n", pfn);
566         return MF_FAILED;
567 }
568
569 /*
570  * Clean (or cleaned) page cache page.
571  */
572 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
573 {
574         int err;
575         int ret = MF_FAILED;
576         struct address_space *mapping;
577
578         delete_from_lru_cache(p);
579
580         /*
581          * For anonymous pages we're done the only reference left
582          * should be the one m_f() holds.
583          */
584         if (PageAnon(p))
585                 return MF_RECOVERED;
586
587         /*
588          * Now truncate the page in the page cache. This is really
589          * more like a "temporary hole punch"
590          * Don't do this for block devices when someone else
591          * has a reference, because it could be file system metadata
592          * and that's not safe to truncate.
593          */
594         mapping = page_mapping(p);
595         if (!mapping) {
596                 /*
597                  * Page has been teared down in the meanwhile
598                  */
599                 return MF_FAILED;
600         }
601
602         /*
603          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
604          *
605          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
606          */
607         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
608                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
609                 if (err != 0) {
610                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to punch page: %d\n",
611                                         pfn, err);
612                 } else if (page_has_private(p) &&
613                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
614                         pr_info("MCE %#lx: failed to release buffers\n", pfn);
615                 } else {
616                         ret = MF_RECOVERED;
617                 }
618         } else {
619                 /*
620                  * If the file system doesn't support it just invalidate
621                  * This fails on dirty or anything with private pages
622                  */
623                 if (invalidate_inode_page(p))
624                         ret = MF_RECOVERED;
625                 else
626                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to invalidate\n",
627                                 pfn);
628         }
629         return ret;
630 }
631
632 /*
633  * Dirty pagecache page
634  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
635  * propagated.
636  */
637 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
638 {
639         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
640
641         SetPageError(p);
642         /* TBD: print more information about the file. */
643         if (mapping) {
644                 /*
645                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
646                  * who check the mapping.
647                  * This way the application knows that something went
648                  * wrong with its dirty file data.
649                  *
650                  * There's one open issue:
651                  *
652                  * The EIO will be only reported on the next IO
653                  * operation and then cleared through the IO map.
654                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
655                  * first through the AS_EIO flag in the address space
656                  * and then through the PageError flag in the page.
657                  * Since we drop pages on memory failure handling the
658                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
659                  *
660                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
661                  * the first operation that returns an error, while
662                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
663                  * when the page is reread or dropped.  If an
664                  * application assumes it will always get error on
665                  * fsync, but does other operations on the fd before
666                  * and the page is dropped between then the error
667                  * will not be properly reported.
668                  *
669                  * This can already happen even without hwpoisoned
670                  * pages: first on metadata IO errors (which only
671                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
672                  * at the wrong time.
673                  *
674                  * So right now we assume that the application DTRT on
675                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
676                  * of the kernel.
677                  */
678                 mapping_set_error(mapping, EIO);
679         }
680
681         return me_pagecache_clean(p, pfn);
682 }
683
684 /*
685  * Clean and dirty swap cache.
686  *
687  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
688  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
689  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
690  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
691  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
692  * and then
693  *      - clear dirty bit to prevent IO
694  *      - remove from LRU
695  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
696  *        a later page fault, we know the application is accessing
697  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
698  *        interception code in do_swap_page to catch it).
699  *
700  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
701  * bring in the known good data from disk.
702  */
703 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
704 {
705         ClearPageDirty(p);
706         /* Trigger EIO in shmem: */
707         ClearPageUptodate(p);
708
709         if (!delete_from_lru_cache(p))
710                 return MF_DELAYED;
711         else
712                 return MF_FAILED;
713 }
714
715 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
716 {
717         delete_from_swap_cache(p);
718
719         if (!delete_from_lru_cache(p))
720                 return MF_RECOVERED;
721         else
722                 return MF_FAILED;
723 }
724
725 /*
726  * Huge pages. Needs work.
727  * Issues:
728  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
729  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
730  */
731 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
732 {
733         int res = 0;
734         struct page *hpage = compound_head(p);
735
736         if (!PageHuge(hpage))
737                 return MF_DELAYED;
738
739         /*
740          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
741          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
742          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
743          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
744          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
745          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
746          * We assume that this function is called with page lock held,
747          * so there is no race between isolation and mapping/unmapping.
748          */
749         if (!(page_mapping(hpage) || PageAnon(hpage))) {
750                 res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
751                 if (!res)
752                         return MF_RECOVERED;
753         }
754         return MF_DELAYED;
755 }
756
757 /*
758  * Various page states we can handle.
759  *
760  * A page state is defined by its current page->flags bits.
761  * The table matches them in order and calls the right handler.
762  *
763  * This is quite tricky because we can access page at any time
764  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
765  *
766  * This is not complete. More states could be added.
767  * For any missing state don't attempt recovery.
768  */
769
770 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
771 #define sc              (1UL << PG_swapcache)
772 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
773 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
774 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
775 #define lru             (1UL << PG_lru)
776 #define swapbacked      (1UL << PG_swapbacked)
777 #define head            (1UL << PG_head)
778 #define tail            (1UL << PG_tail)
779 #define compound        (1UL << PG_compound)
780 #define slab            (1UL << PG_slab)
781 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
782
783 static struct page_state {
784         unsigned long mask;
785         unsigned long res;
786         enum mf_action_page_type type;
787         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
788 } error_states[] = {
789         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
790         /*
791          * free pages are specially detected outside this table:
792          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
793          */
794
795         /*
796          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
797          * currently unused objects without touching them. But just
798          * treat it as standard kernel for now.
799          */
800         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
801
802 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
803         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
804         { tail,         tail,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
805 #else
806         { compound,     compound,       MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
807 #endif
808
809         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
810         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
811
812         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
813         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
814
815         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
816         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
817
818         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
819         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
820
821         /*
822          * Catchall entry: must be at end.
823          */
824         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
825 };
826
827 #undef dirty
828 #undef sc
829 #undef unevict
830 #undef mlock
831 #undef writeback
832 #undef lru
833 #undef swapbacked
834 #undef head
835 #undef tail
836 #undef compound
837 #undef slab
838 #undef reserved
839
840 /*
841  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
842  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
843  */
844 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
845                           enum mf_result result)
846 {
847         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
848
849         pr_err("MCE %#lx: recovery action for %s: %s\n",
850                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
851 }
852
853 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
854                         unsigned long pfn)
855 {
856         int result;
857         int count;
858
859         result = ps->action(p, pfn);
860
861         count = page_count(p) - 1;
862         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
863                 count--;
864         if (count != 0) {
865                 printk(KERN_ERR
866                        "MCE %#lx: %s still referenced by %d users\n",
867                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
868                 result = MF_FAILED;
869         }
870         action_result(pfn, ps->type, result);
871
872         /* Could do more checks here if page looks ok */
873         /*
874          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
875          */
876
877         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
878 }
879
880 /**
881  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
882  * @page:       raw error page (hit by memory error)
883  *
884  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
885  * non-zero value.)
886  */
887 int get_hwpoison_page(struct page *page)
888 {
889         struct page *head = compound_head(page);
890
891         if (PageHuge(head))
892                 return get_page_unless_zero(head);
893
894         /*
895          * Thp tail page has special refcounting rule (refcount of tail pages
896          * is stored in ->_mapcount,) so we can't call get_page_unless_zero()
897          * directly for tail pages.
898          */
899         if (PageTransHuge(head)) {
900                 /*
901                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
902                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
903                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
904                  * tries to touch the "partially handled" page.
905                  */
906                 if (!PageAnon(head)) {
907                         pr_err("MCE: %#lx: non anonymous thp\n",
908                                 page_to_pfn(page));
909                         return 0;
910                 }
911
912                 if (get_page_unless_zero(head)) {
913                         if (PageTail(page))
914                                 get_page(page);
915                         return 1;
916                 } else {
917                         return 0;
918                 }
919         }
920
921         return get_page_unless_zero(page);
922 }
923 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
924
925 /**
926  * put_hwpoison_page() - Put refcount for memory error handling:
927  * @page:       raw error page (hit by memory error)
928  */
929 void put_hwpoison_page(struct page *page)
930 {
931         struct page *head = compound_head(page);
932
933         if (PageHuge(head)) {
934                 put_page(head);
935                 return;
936         }
937
938         if (PageTransHuge(head))
939                 if (page != head)
940                         put_page(head);
941
942         put_page(page);
943 }
944 EXPORT_SYMBOL_GPL(put_hwpoison_page);
945
946 /*
947  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
948  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
949  */
950 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
951                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
952 {
953         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
954         struct address_space *mapping;
955         LIST_HEAD(tokill);
956         int ret;
957         int kill = 1, forcekill;
958         struct page *hpage = *hpagep;
959
960         /*
961          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
962          * other types of pages.
963          */
964         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
965                 return SWAP_SUCCESS;
966         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
967                 return SWAP_SUCCESS;
968
969         /*
970          * This check implies we don't kill processes if their pages
971          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
972          */
973         if (!page_mapped(hpage))
974                 return SWAP_SUCCESS;
975
976         if (PageKsm(p)) {
977                 pr_err("MCE %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
978                 return SWAP_FAIL;
979         }
980
981         if (PageSwapCache(p)) {
982                 printk(KERN_ERR
983                        "MCE %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n", pfn);
984                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
985         }
986
987         /*
988          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
989          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
990          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
991          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
992          */
993         mapping = page_mapping(hpage);
994         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
995             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
996                 if (page_mkclean(hpage)) {
997                         SetPageDirty(hpage);
998                 } else {
999                         kill = 0;
1000                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1001                         printk(KERN_INFO
1002         "MCE %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
1003                                 pfn);
1004                 }
1005         }
1006
1007         /*
1008          * First collect all the processes that have the page
1009          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1010          * because ttu takes the rmap data structures down.
1011          *
1012          * Error handling: We ignore errors here because
1013          * there's nothing that can be done.
1014          */
1015         if (kill)
1016                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1017
1018         ret = try_to_unmap(hpage, ttu);
1019         if (ret != SWAP_SUCCESS)
1020                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1021                                 pfn, page_mapcount(hpage));
1022
1023         /*
1024          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1025          * struct page and all unmaps done we can decide if
1026          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1027          * was dirty or the process is not restartable,
1028          * otherwise the tokill list is merely
1029          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1030          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1031          * any accesses to the poisoned memory.
1032          */
1033         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1034         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno,
1035                       ret != SWAP_SUCCESS, p, pfn, flags);
1036
1037         return ret;
1038 }
1039
1040 static void set_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1041 {
1042         int i;
1043         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1044         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1045                 SetPageHWPoison(hpage + i);
1046 }
1047
1048 static void clear_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1049 {
1050         int i;
1051         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1052         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1053                 ClearPageHWPoison(hpage + i);
1054 }
1055
1056 /**
1057  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1058  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1059  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1060  * @flags: fine tune action taken
1061  *
1062  * This function is called by the low level machine check code
1063  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1064  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1065  * dropping pages, killing processes etc.
1066  *
1067  * The function is primarily of use for corruptions that
1068  * happen outside the current execution context (e.g. when
1069  * detected by a background scrubber)
1070  *
1071  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1072  * enabled and no spinlocks hold.
1073  */
1074 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1075 {
1076         struct page_state *ps;
1077         struct page *p;
1078         struct page *hpage;
1079         struct page *orig_head;
1080         int res;
1081         unsigned int nr_pages;
1082         unsigned long page_flags;
1083
1084         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1085                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1086
1087         if (!pfn_valid(pfn)) {
1088                 printk(KERN_ERR
1089                        "MCE %#lx: memory outside kernel control\n",
1090                        pfn);
1091                 return -ENXIO;
1092         }
1093
1094         p = pfn_to_page(pfn);
1095         orig_head = hpage = compound_head(p);
1096         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1097                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: already hardware poisoned\n", pfn);
1098                 return 0;
1099         }
1100
1101         /*
1102          * Currently errors on hugetlbfs pages are measured in hugepage units,
1103          * so nr_pages should be 1 << compound_order.  OTOH when errors are on
1104          * transparent hugepages, they are supposed to be split and error
1105          * measurement is done in normal page units.  So nr_pages should be one
1106          * in this case.
1107          */
1108         if (PageHuge(p))
1109                 nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1110         else /* normal page or thp */
1111                 nr_pages = 1;
1112         num_poisoned_pages_add(nr_pages);
1113
1114         /*
1115          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1116          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1117          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1118          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1119          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1120          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1121          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1122          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1123          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1124          *    used and will be freed some time later.
1125          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1126          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1127          */
1128         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1129                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1130                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1131                         return 0;
1132                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1133                         /*
1134                          * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1135                          */
1136                         lock_page(hpage);
1137                         if (PageHWPoison(hpage)) {
1138                                 if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1139                                     || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1140                                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1141                                         unlock_page(hpage);
1142                                         return 0;
1143                                 }
1144                         }
1145                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1146                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1147                         action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE,
1148                                       res ? MF_IGNORED : MF_DELAYED);
1149                         unlock_page(hpage);
1150                         return res;
1151                 } else {
1152                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1153                         return -EBUSY;
1154                 }
1155         }
1156
1157         if (!PageHuge(p) && PageTransHuge(hpage)) {
1158                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1159                         if (!PageAnon(hpage))
1160                                 pr_err("MCE: %#lx: non anonymous thp\n", pfn);
1161                         else
1162                                 pr_err("MCE: %#lx: thp split failed\n", pfn);
1163                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1164                                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1165                         put_hwpoison_page(p);
1166                         return -EBUSY;
1167                 }
1168                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1169                 hpage = compound_head(p);
1170         }
1171
1172         /*
1173          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1174          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1175          * - to avoid races with __set_page_locked()
1176          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1177          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1178          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1179          */
1180         if (!PageHuge(p)) {
1181                 if (!PageLRU(p))
1182                         shake_page(p, 0);
1183                 if (!PageLRU(p)) {
1184                         /*
1185                          * shake_page could have turned it free.
1186                          */
1187                         if (is_free_buddy_page(p)) {
1188                                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1189                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1190                                 else
1191                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND,
1192                                                       MF_DELAYED);
1193                                 return 0;
1194                         }
1195                 }
1196         }
1197
1198         lock_page(hpage);
1199
1200         /*
1201          * The page could have changed compound pages during the locking.
1202          * If this happens just bail out.
1203          */
1204         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1205                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1206                 res = -EBUSY;
1207                 goto out;
1208         }
1209
1210         /*
1211          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1212          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1213          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1214          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1215          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1216          */
1217         page_flags = p->flags;
1218
1219         /*
1220          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1221          */
1222         if (!PageHWPoison(p)) {
1223                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1224                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1225                 unlock_page(hpage);
1226                 put_hwpoison_page(hpage);
1227                 return 0;
1228         }
1229         if (hwpoison_filter(p)) {
1230                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1231                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1232                 unlock_page(hpage);
1233                 put_hwpoison_page(hpage);
1234                 return 0;
1235         }
1236
1237         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1238                 goto identify_page_state;
1239
1240         /*
1241          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1242          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1243          */
1244         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1245                 action_result(pfn, MF_MSG_POISONED_HUGE, MF_IGNORED);
1246                 unlock_page(hpage);
1247                 put_hwpoison_page(hpage);
1248                 return 0;
1249         }
1250         /*
1251          * Set PG_hwpoison on all pages in an error hugepage,
1252          * because containment is done in hugepage unit for now.
1253          * Since we have done TestSetPageHWPoison() for the head page with
1254          * page lock held, we can safely set PG_hwpoison bits on tail pages.
1255          */
1256         if (PageHuge(p))
1257                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1258
1259         /*
1260          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1261          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1262          */
1263         wait_on_page_writeback(p);
1264
1265         /*
1266          * Now take care of user space mappings.
1267          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1268          *
1269          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1270          * page after thp split.
1271          */
1272         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)
1273             != SWAP_SUCCESS) {
1274                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1275                 res = -EBUSY;
1276                 goto out;
1277         }
1278
1279         /*
1280          * Torn down by someone else?
1281          */
1282         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1283                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1284                 res = -EBUSY;
1285                 goto out;
1286         }
1287
1288 identify_page_state:
1289         res = -EBUSY;
1290         /*
1291          * The first check uses the current page flags which may not have any
1292          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1293          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1294          */
1295         for (ps = error_states;; ps++)
1296                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1297                         break;
1298
1299         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1300
1301         if (!ps->mask)
1302                 for (ps = error_states;; ps++)
1303                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1304                                 break;
1305         res = page_action(ps, p, pfn);
1306 out:
1307         unlock_page(hpage);
1308         return res;
1309 }
1310 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1311
1312 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1313 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1314
1315 struct memory_failure_entry {
1316         unsigned long pfn;
1317         int trapno;
1318         int flags;
1319 };
1320
1321 struct memory_failure_cpu {
1322         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1323                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1324         spinlock_t lock;
1325         struct work_struct work;
1326 };
1327
1328 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1329
1330 /**
1331  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1332  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1333  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1334  * @flags: Flags for memory failure handling
1335  *
1336  * This function is called by the low level hardware error handler
1337  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1338  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1339  * processes etc.
1340  *
1341  * The function is primarily of use for corruptions that
1342  * happen outside the current execution context (e.g. when
1343  * detected by a background scrubber)
1344  *
1345  * Can run in IRQ context.
1346  */
1347 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1348 {
1349         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1350         unsigned long proc_flags;
1351         struct memory_failure_entry entry = {
1352                 .pfn =          pfn,
1353                 .trapno =       trapno,
1354                 .flags =        flags,
1355         };
1356
1357         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1358         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1359         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1360                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1361         else
1362                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1363                        pfn);
1364         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1365         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1366 }
1367 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1368
1369 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1370 {
1371         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1372         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1373         unsigned long proc_flags;
1374         int gotten;
1375
1376         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1377         for (;;) {
1378                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1379                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1380                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1381                 if (!gotten)
1382                         break;
1383                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1384                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1385                 else
1386                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1387         }
1388 }
1389
1390 static int __init memory_failure_init(void)
1391 {
1392         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1393         int cpu;
1394
1395         for_each_possible_cpu(cpu) {
1396                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1397                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1398                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1399                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1400         }
1401
1402         return 0;
1403 }
1404 core_initcall(memory_failure_init);
1405
1406 /**
1407  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1408  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1409  *
1410  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1411  * memory_failure() earlier.
1412  *
1413  * This is only done on the software-level, so it only works
1414  * for linux injected failures, not real hardware failures
1415  *
1416  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1417  */
1418 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1419 {
1420         struct page *page;
1421         struct page *p;
1422         int freeit = 0;
1423         unsigned int nr_pages;
1424
1425         if (!pfn_valid(pfn))
1426                 return -ENXIO;
1427
1428         p = pfn_to_page(pfn);
1429         page = compound_head(p);
1430
1431         if (!PageHWPoison(p)) {
1432                 pr_info("MCE: Page was already unpoisoned %#lx\n", pfn);
1433                 return 0;
1434         }
1435
1436         if (page_count(page) > 1) {
1437                 pr_info("MCE: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n", pfn);
1438                 return 0;
1439         }
1440
1441         if (page_mapped(page)) {
1442                 pr_info("MCE: Someone maps the hwpoison page %#lx\n", pfn);
1443                 return 0;
1444         }
1445
1446         if (page_mapping(page)) {
1447                 pr_info("MCE: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1448                         pfn);
1449                 return 0;
1450         }
1451
1452         /*
1453          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1454          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1455          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1456          */
1457         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1458                 pr_info("MCE: Memory failure is now running on %#lx\n", pfn);
1459                 return 0;
1460         }
1461
1462         nr_pages = 1 << compound_order(page);
1463
1464         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1465                 /*
1466                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1467                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1468                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1469                  * to the end.
1470                  */
1471                 if (PageHuge(page)) {
1472                         pr_info("MCE: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n", pfn);
1473                         return 0;
1474                 }
1475                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1476                         num_poisoned_pages_dec();
1477                 pr_info("MCE: Software-unpoisoned free page %#lx\n", pfn);
1478                 return 0;
1479         }
1480
1481         lock_page(page);
1482         /*
1483          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1484          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1485          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1486          * the free buddy page pool.
1487          */
1488         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1489                 pr_info("MCE: Software-unpoisoned page %#lx\n", pfn);
1490                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1491                 freeit = 1;
1492                 if (PageHuge(page))
1493                         clear_page_hwpoison_huge_page(page);
1494         }
1495         unlock_page(page);
1496
1497         put_hwpoison_page(page);
1498         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1499                 put_hwpoison_page(page);
1500
1501         return 0;
1502 }
1503 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1504
1505 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1506 {
1507         int nid = page_to_nid(p);
1508         if (PageHuge(p))
1509                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1510                                                    nid);
1511         else
1512                 return __alloc_pages_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1513 }
1514
1515 /*
1516  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1517  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1518  * that is not free, and 1 for any other page type.
1519  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1520  */
1521 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1522 {
1523         int ret;
1524
1525         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1526                 return 1;
1527
1528         /*
1529          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1530          * from free hugepage list.
1531          */
1532         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1533                 if (PageHuge(p)) {
1534                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1535                         ret = 0;
1536                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1537                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1538                         ret = 0;
1539                 } else {
1540                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1541                                 __func__, pfn, p->flags);
1542                         ret = -EIO;
1543                 }
1544         } else {
1545                 /* Not a free page */
1546                 ret = 1;
1547         }
1548         return ret;
1549 }
1550
1551 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1552 {
1553         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1554
1555         if (ret == 1 && !PageHuge(page) && !PageLRU(page)) {
1556                 /*
1557                  * Try to free it.
1558                  */
1559                 put_hwpoison_page(page);
1560                 shake_page(page, 1);
1561
1562                 /*
1563                  * Did it turn free?
1564                  */
1565                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1566                 if (!PageLRU(page)) {
1567                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1568                         put_hwpoison_page(page);
1569                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1570                                 pfn, page->flags);
1571                         return -EIO;
1572                 }
1573         }
1574         return ret;
1575 }
1576
1577 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1578 {
1579         int ret;
1580         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1581         struct page *hpage = compound_head(page);
1582         LIST_HEAD(pagelist);
1583
1584         /*
1585          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1586          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1587          */
1588         lock_page(hpage);
1589         if (PageHWPoison(hpage)) {
1590                 unlock_page(hpage);
1591                 put_hwpoison_page(hpage);
1592                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1593                 return -EBUSY;
1594         }
1595         unlock_page(hpage);
1596
1597         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1598         /*
1599          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1600          * so need to drop one here.
1601          */
1602         put_hwpoison_page(hpage);
1603         if (!ret) {
1604                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1605                 return -EBUSY;
1606         }
1607
1608         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1609                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1610         if (ret) {
1611                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1612                         pfn, ret, page->flags);
1613                 /*
1614                  * We know that soft_offline_huge_page() tries to migrate
1615                  * only one hugepage pointed to by hpage, so we need not
1616                  * run through the pagelist here.
1617                  */
1618                 putback_active_hugepage(hpage);
1619                 if (ret > 0)
1620                         ret = -EIO;
1621         } else {
1622                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1623                 if (PageHuge(page)) {
1624                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1625                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1626                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1627                 } else {
1628                         SetPageHWPoison(page);
1629                         num_poisoned_pages_inc();
1630                 }
1631         }
1632         return ret;
1633 }
1634
1635 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1636 {
1637         int ret;
1638         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1639
1640         /*
1641          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1642          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1643          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1644          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1645          */
1646         lock_page(page);
1647         wait_on_page_writeback(page);
1648         if (PageHWPoison(page)) {
1649                 unlock_page(page);
1650                 put_hwpoison_page(page);
1651                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1652                 return -EBUSY;
1653         }
1654         /*
1655          * Try to invalidate first. This should work for
1656          * non dirty unmapped page cache pages.
1657          */
1658         ret = invalidate_inode_page(page);
1659         unlock_page(page);
1660         /*
1661          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1662          * would need to fix isolation locking first.
1663          */
1664         if (ret == 1) {
1665                 put_hwpoison_page(page);
1666                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1667                 SetPageHWPoison(page);
1668                 num_poisoned_pages_inc();
1669                 return 0;
1670         }
1671
1672         /*
1673          * Simple invalidation didn't work.
1674          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1675          * handles a large number of cases for us.
1676          */
1677         ret = isolate_lru_page(page);
1678         /*
1679          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1680          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1681          */
1682         put_hwpoison_page(page);
1683         if (!ret) {
1684                 LIST_HEAD(pagelist);
1685                 inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1686                                         page_is_file_cache(page));
1687                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1688                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1689                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1690                 if (ret) {
1691                         if (!list_empty(&pagelist)) {
1692                                 list_del(&page->lru);
1693                                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1694                                                 page_is_file_cache(page));
1695                                 putback_lru_page(page);
1696                         }
1697
1698                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1699                                 pfn, ret, page->flags);
1700                         if (ret > 0)
1701                                 ret = -EIO;
1702                 }
1703         } else {
1704                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1705                         pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1706         }
1707         return ret;
1708 }
1709
1710 /**
1711  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1712  * @page: page to offline
1713  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1714  *
1715  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1716  *
1717  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1718  * without killing anything. This is for the case when
1719  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1720  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1721  * out.
1722  *
1723  * The actual policy on when to do that is maintained by
1724  * user space.
1725  *
1726  * This should never impact any application or cause data loss,
1727  * however it might take some time.
1728  *
1729  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1730  * ``good enough'' for the majority of memory.
1731  */
1732 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1733 {
1734         int ret;
1735         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1736         struct page *hpage = compound_head(page);
1737
1738         if (PageHWPoison(page)) {
1739                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1740                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1741                         put_hwpoison_page(page);
1742                 return -EBUSY;
1743         }
1744         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1745                 if (PageAnon(hpage) && unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1746                         pr_info("soft offline: %#lx: failed to split THP\n",
1747                                 pfn);
1748                         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1749                                 put_hwpoison_page(page);
1750                         return -EBUSY;
1751                 }
1752         }
1753
1754         get_online_mems();
1755
1756         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1757         put_online_mems();
1758         if (ret > 0) { /* for in-use pages */
1759                 if (PageHuge(page))
1760                         ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1761                 else
1762                         ret = __soft_offline_page(page, flags);
1763         } else if (ret == 0) { /* for free pages */
1764                 if (PageHuge(page)) {
1765                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1766                         if (!dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage))
1767                                 num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1768                 } else {
1769                         if (!TestSetPageHWPoison(page))
1770                                 num_poisoned_pages_inc();
1771                 }
1772         }
1773         return ret;
1774 }