Merge tag 'trace-v4.2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rostedt/linux...
[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_SWAP
134 u64 hwpoison_filter_memcg;
135 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
136 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
137 {
138         struct mem_cgroup *mem;
139         struct cgroup_subsys_state *css;
140         unsigned long ino;
141
142         if (!hwpoison_filter_memcg)
143                 return 0;
144
145         mem = try_get_mem_cgroup_from_page(p);
146         if (!mem)
147                 return -EINVAL;
148
149         css = mem_cgroup_css(mem);
150         ino = cgroup_ino(css->cgroup);
151         css_put(css);
152
153         if (ino != hwpoison_filter_memcg)
154                 return -EINVAL;
155
156         return 0;
157 }
158 #else
159 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
160 #endif
161
162 int hwpoison_filter(struct page *p)
163 {
164         if (!hwpoison_filter_enable)
165                 return 0;
166
167         if (hwpoison_filter_dev(p))
168                 return -EINVAL;
169
170         if (hwpoison_filter_flags(p))
171                 return -EINVAL;
172
173         if (hwpoison_filter_task(p))
174                 return -EINVAL;
175
176         return 0;
177 }
178 #else
179 int hwpoison_filter(struct page *p)
180 {
181         return 0;
182 }
183 #endif
184
185 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
186
187 /*
188  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
189  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
190  * ``action required'' if error happened in current execution context
191  */
192 static int kill_proc(struct task_struct *t, unsigned long addr, int trapno,
193                         unsigned long pfn, struct page *page, int flags)
194 {
195         struct siginfo si;
196         int ret;
197
198         printk(KERN_ERR
199                 "MCE %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
200                 pfn, t->comm, t->pid);
201         si.si_signo = SIGBUS;
202         si.si_errno = 0;
203         si.si_addr = (void *)addr;
204 #ifdef __ARCH_SI_TRAPNO
205         si.si_trapno = trapno;
206 #endif
207         si.si_addr_lsb = compound_order(compound_head(page)) + PAGE_SHIFT;
208
209         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
210                 si.si_code = BUS_MCEERR_AR;
211                 ret = force_sig_info(SIGBUS, &si, current);
212         } else {
213                 /*
214                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
215                  * can be temporarily blocked.
216                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
217                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
218                  */
219                 si.si_code = BUS_MCEERR_AO;
220                 ret = send_sig_info(SIGBUS, &si, t);  /* synchronous? */
221         }
222         if (ret < 0)
223                 printk(KERN_INFO "MCE: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
224                        t->comm, t->pid, ret);
225         return ret;
226 }
227
228 /*
229  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
230  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
231  */
232 void shake_page(struct page *p, int access)
233 {
234         if (!PageSlab(p)) {
235                 lru_add_drain_all();
236                 if (PageLRU(p))
237                         return;
238                 drain_all_pages(page_zone(p));
239                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
240                         return;
241         }
242
243         /*
244          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
245          * other caches) if access is not potentially fatal.
246          */
247         if (access)
248                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
249 }
250 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
251
252 /*
253  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
254  * the page.
255  *
256  * General strategy:
257  * Find all processes having the page mapped and kill them.
258  * But we keep a page reference around so that the page is not
259  * actually freed yet.
260  * Then stash the page away
261  *
262  * There's no convenient way to get back to mapped processes
263  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
264  * running processes.
265  *
266  * Remember that machine checks are not common (or rather
267  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
268  * be a performance issue.
269  *
270  * Also there are some races possible while we get from the
271  * error detection to actually handle it.
272  */
273
274 struct to_kill {
275         struct list_head nd;
276         struct task_struct *tsk;
277         unsigned long addr;
278         char addr_valid;
279 };
280
281 /*
282  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
283  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
284  */
285
286 /*
287  * Schedule a process for later kill.
288  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
289  * TBD would GFP_NOIO be enough?
290  */
291 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
292                        struct vm_area_struct *vma,
293                        struct list_head *to_kill,
294                        struct to_kill **tkc)
295 {
296         struct to_kill *tk;
297
298         if (*tkc) {
299                 tk = *tkc;
300                 *tkc = NULL;
301         } else {
302                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
303                 if (!tk) {
304                         printk(KERN_ERR
305                 "MCE: Out of memory while machine check handling\n");
306                         return;
307                 }
308         }
309         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
310         tk->addr_valid = 1;
311
312         /*
313          * In theory we don't have to kill when the page was
314          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
315          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
316          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
317          */
318         if (tk->addr == -EFAULT) {
319                 pr_info("MCE: Unable to find user space address %lx in %s\n",
320                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
321                 tk->addr_valid = 0;
322         }
323         get_task_struct(tsk);
324         tk->tsk = tsk;
325         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
326 }
327
328 /*
329  * Kill the processes that have been collected earlier.
330  *
331  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
332  * (this is used for clean pages which do not need killing)
333  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
334  * wrong earlier.
335  */
336 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, int trapno,
337                           int fail, struct page *page, unsigned long pfn,
338                           int flags)
339 {
340         struct to_kill *tk, *next;
341
342         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
343                 if (forcekill) {
344                         /*
345                          * In case something went wrong with munmapping
346                          * make sure the process doesn't catch the
347                          * signal and then access the memory. Just kill it.
348                          */
349                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
350                                 printk(KERN_ERR
351                 "MCE %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
352                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
353                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
354                         }
355
356                         /*
357                          * In theory the process could have mapped
358                          * something else on the address in-between. We could
359                          * check for that, but we need to tell the
360                          * process anyways.
361                          */
362                         else if (kill_proc(tk->tsk, tk->addr, trapno,
363                                               pfn, page, flags) < 0)
364                                 printk(KERN_ERR
365                 "MCE %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
366                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
367                 }
368                 put_task_struct(tk->tsk);
369                 kfree(tk);
370         }
371 }
372
373 /*
374  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
375  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
376  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
377  *
378  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
379  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
380  */
381 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
382 {
383         struct task_struct *t;
384
385         for_each_thread(tsk, t)
386                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
387                         return t;
388         return NULL;
389 }
390
391 /*
392  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
393  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
394  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
395  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
396  */
397 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
398                                            int force_early)
399 {
400         struct task_struct *t;
401         if (!tsk->mm)
402                 return NULL;
403         if (force_early)
404                 return tsk;
405         t = find_early_kill_thread(tsk);
406         if (t)
407                 return t;
408         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
409                 return tsk;
410         return NULL;
411 }
412
413 /*
414  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
415  */
416 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
417                               struct to_kill **tkc, int force_early)
418 {
419         struct vm_area_struct *vma;
420         struct task_struct *tsk;
421         struct anon_vma *av;
422         pgoff_t pgoff;
423
424         av = page_lock_anon_vma_read(page);
425         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
426                 return;
427
428         pgoff = page_to_pgoff(page);
429         read_lock(&tasklist_lock);
430         for_each_process (tsk) {
431                 struct anon_vma_chain *vmac;
432                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
433
434                 if (!t)
435                         continue;
436                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
437                                                pgoff, pgoff) {
438                         vma = vmac->vma;
439                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
440                                 continue;
441                         if (vma->vm_mm == t->mm)
442                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
443                 }
444         }
445         read_unlock(&tasklist_lock);
446         page_unlock_anon_vma_read(av);
447 }
448
449 /*
450  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
451  */
452 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
453                               struct to_kill **tkc, int force_early)
454 {
455         struct vm_area_struct *vma;
456         struct task_struct *tsk;
457         struct address_space *mapping = page->mapping;
458
459         i_mmap_lock_read(mapping);
460         read_lock(&tasklist_lock);
461         for_each_process(tsk) {
462                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
463                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
464
465                 if (!t)
466                         continue;
467                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
468                                       pgoff) {
469                         /*
470                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
471                          * the page but the corrupted page is not necessarily
472                          * mapped it in its pte.
473                          * Assume applications who requested early kill want
474                          * to be informed of all such data corruptions.
475                          */
476                         if (vma->vm_mm == t->mm)
477                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
478                 }
479         }
480         read_unlock(&tasklist_lock);
481         i_mmap_unlock_read(mapping);
482 }
483
484 /*
485  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
486  * This is done in two steps for locking reasons.
487  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
488  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
489  */
490 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
491                                 int force_early)
492 {
493         struct to_kill *tk;
494
495         if (!page->mapping)
496                 return;
497
498         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
499         if (!tk)
500                 return;
501         if (PageAnon(page))
502                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
503         else
504                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
505         kfree(tk);
506 }
507
508 static const char *action_name[] = {
509         [MF_IGNORED] = "Ignored",
510         [MF_FAILED] = "Failed",
511         [MF_DELAYED] = "Delayed",
512         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
513 };
514
515 static const char * const action_page_types[] = {
516         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
517         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
518         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
519         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
520         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
521         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
522         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
523         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
524         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
525         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
526         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
527         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
528         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
529         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
530         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
531         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
532         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
533         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
534         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
535         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
536 };
537
538 /*
539  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
540  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
541  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
542  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
543  */
544 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
545 {
546         if (!isolate_lru_page(p)) {
547                 /*
548                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
549                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
550                  */
551                 ClearPageActive(p);
552                 ClearPageUnevictable(p);
553                 /*
554                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
555                  */
556                 page_cache_release(p);
557                 return 0;
558         }
559         return -EIO;
560 }
561
562 /*
563  * Error hit kernel page.
564  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
565  * could be more sophisticated.
566  */
567 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
568 {
569         return MF_IGNORED;
570 }
571
572 /*
573  * Page in unknown state. Do nothing.
574  */
575 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
576 {
577         printk(KERN_ERR "MCE %#lx: Unknown page state\n", pfn);
578         return MF_FAILED;
579 }
580
581 /*
582  * Clean (or cleaned) page cache page.
583  */
584 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
585 {
586         int err;
587         int ret = MF_FAILED;
588         struct address_space *mapping;
589
590         delete_from_lru_cache(p);
591
592         /*
593          * For anonymous pages we're done the only reference left
594          * should be the one m_f() holds.
595          */
596         if (PageAnon(p))
597                 return MF_RECOVERED;
598
599         /*
600          * Now truncate the page in the page cache. This is really
601          * more like a "temporary hole punch"
602          * Don't do this for block devices when someone else
603          * has a reference, because it could be file system metadata
604          * and that's not safe to truncate.
605          */
606         mapping = page_mapping(p);
607         if (!mapping) {
608                 /*
609                  * Page has been teared down in the meanwhile
610                  */
611                 return MF_FAILED;
612         }
613
614         /*
615          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
616          *
617          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
618          */
619         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
620                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
621                 if (err != 0) {
622                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to punch page: %d\n",
623                                         pfn, err);
624                 } else if (page_has_private(p) &&
625                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
626                         pr_info("MCE %#lx: failed to release buffers\n", pfn);
627                 } else {
628                         ret = MF_RECOVERED;
629                 }
630         } else {
631                 /*
632                  * If the file system doesn't support it just invalidate
633                  * This fails on dirty or anything with private pages
634                  */
635                 if (invalidate_inode_page(p))
636                         ret = MF_RECOVERED;
637                 else
638                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to invalidate\n",
639                                 pfn);
640         }
641         return ret;
642 }
643
644 /*
645  * Dirty pagecache page
646  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
647  * propagated.
648  */
649 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
650 {
651         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
652
653         SetPageError(p);
654         /* TBD: print more information about the file. */
655         if (mapping) {
656                 /*
657                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
658                  * who check the mapping.
659                  * This way the application knows that something went
660                  * wrong with its dirty file data.
661                  *
662                  * There's one open issue:
663                  *
664                  * The EIO will be only reported on the next IO
665                  * operation and then cleared through the IO map.
666                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
667                  * first through the AS_EIO flag in the address space
668                  * and then through the PageError flag in the page.
669                  * Since we drop pages on memory failure handling the
670                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
671                  *
672                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
673                  * the first operation that returns an error, while
674                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
675                  * when the page is reread or dropped.  If an
676                  * application assumes it will always get error on
677                  * fsync, but does other operations on the fd before
678                  * and the page is dropped between then the error
679                  * will not be properly reported.
680                  *
681                  * This can already happen even without hwpoisoned
682                  * pages: first on metadata IO errors (which only
683                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
684                  * at the wrong time.
685                  *
686                  * So right now we assume that the application DTRT on
687                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
688                  * of the kernel.
689                  */
690                 mapping_set_error(mapping, EIO);
691         }
692
693         return me_pagecache_clean(p, pfn);
694 }
695
696 /*
697  * Clean and dirty swap cache.
698  *
699  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
700  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
701  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
702  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
703  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
704  * and then
705  *      - clear dirty bit to prevent IO
706  *      - remove from LRU
707  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
708  *        a later page fault, we know the application is accessing
709  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
710  *        interception code in do_swap_page to catch it).
711  *
712  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
713  * bring in the known good data from disk.
714  */
715 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
716 {
717         ClearPageDirty(p);
718         /* Trigger EIO in shmem: */
719         ClearPageUptodate(p);
720
721         if (!delete_from_lru_cache(p))
722                 return MF_DELAYED;
723         else
724                 return MF_FAILED;
725 }
726
727 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
728 {
729         delete_from_swap_cache(p);
730
731         if (!delete_from_lru_cache(p))
732                 return MF_RECOVERED;
733         else
734                 return MF_FAILED;
735 }
736
737 /*
738  * Huge pages. Needs work.
739  * Issues:
740  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
741  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
742  */
743 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
744 {
745         int res = 0;
746         struct page *hpage = compound_head(p);
747
748         if (!PageHuge(hpage))
749                 return MF_DELAYED;
750
751         /*
752          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
753          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
754          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
755          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
756          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
757          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
758          * We assume that this function is called with page lock held,
759          * so there is no race between isolation and mapping/unmapping.
760          */
761         if (!(page_mapping(hpage) || PageAnon(hpage))) {
762                 res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
763                 if (!res)
764                         return MF_RECOVERED;
765         }
766         return MF_DELAYED;
767 }
768
769 /*
770  * Various page states we can handle.
771  *
772  * A page state is defined by its current page->flags bits.
773  * The table matches them in order and calls the right handler.
774  *
775  * This is quite tricky because we can access page at any time
776  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
777  *
778  * This is not complete. More states could be added.
779  * For any missing state don't attempt recovery.
780  */
781
782 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
783 #define sc              (1UL << PG_swapcache)
784 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
785 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
786 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
787 #define lru             (1UL << PG_lru)
788 #define swapbacked      (1UL << PG_swapbacked)
789 #define head            (1UL << PG_head)
790 #define tail            (1UL << PG_tail)
791 #define compound        (1UL << PG_compound)
792 #define slab            (1UL << PG_slab)
793 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
794
795 static struct page_state {
796         unsigned long mask;
797         unsigned long res;
798         enum mf_action_page_type type;
799         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
800 } error_states[] = {
801         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
802         /*
803          * free pages are specially detected outside this table:
804          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
805          */
806
807         /*
808          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
809          * currently unused objects without touching them. But just
810          * treat it as standard kernel for now.
811          */
812         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
813
814 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
815         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
816         { tail,         tail,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
817 #else
818         { compound,     compound,       MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
819 #endif
820
821         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
822         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
823
824         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
825         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
826
827         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
828         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
829
830         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
831         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
832
833         /*
834          * Catchall entry: must be at end.
835          */
836         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
837 };
838
839 #undef dirty
840 #undef sc
841 #undef unevict
842 #undef mlock
843 #undef writeback
844 #undef lru
845 #undef swapbacked
846 #undef head
847 #undef tail
848 #undef compound
849 #undef slab
850 #undef reserved
851
852 /*
853  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
854  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
855  */
856 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
857                           enum mf_result result)
858 {
859         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
860
861         pr_err("MCE %#lx: recovery action for %s: %s\n",
862                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
863 }
864
865 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
866                         unsigned long pfn)
867 {
868         int result;
869         int count;
870
871         result = ps->action(p, pfn);
872
873         count = page_count(p) - 1;
874         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
875                 count--;
876         if (count != 0) {
877                 printk(KERN_ERR
878                        "MCE %#lx: %s still referenced by %d users\n",
879                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
880                 result = MF_FAILED;
881         }
882         action_result(pfn, ps->type, result);
883
884         /* Could do more checks here if page looks ok */
885         /*
886          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
887          */
888
889         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
890 }
891
892 /**
893  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
894  * @page:       raw error page (hit by memory error)
895  *
896  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
897  * non-zero value.)
898  */
899 int get_hwpoison_page(struct page *page)
900 {
901         struct page *head = compound_head(page);
902
903         if (PageHuge(head))
904                 return get_page_unless_zero(head);
905
906         /*
907          * Thp tail page has special refcounting rule (refcount of tail pages
908          * is stored in ->_mapcount,) so we can't call get_page_unless_zero()
909          * directly for tail pages.
910          */
911         if (PageTransHuge(head)) {
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  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
927  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
928  */
929 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
930                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
931 {
932         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
933         struct address_space *mapping;
934         LIST_HEAD(tokill);
935         int ret;
936         int kill = 1, forcekill;
937         struct page *hpage = *hpagep;
938
939         /*
940          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
941          * other types of pages.
942          */
943         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
944                 return SWAP_SUCCESS;
945         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
946                 return SWAP_SUCCESS;
947
948         /*
949          * This check implies we don't kill processes if their pages
950          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
951          */
952         if (!page_mapped(hpage))
953                 return SWAP_SUCCESS;
954
955         if (PageKsm(p)) {
956                 pr_err("MCE %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
957                 return SWAP_FAIL;
958         }
959
960         if (PageSwapCache(p)) {
961                 printk(KERN_ERR
962                        "MCE %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n", pfn);
963                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
964         }
965
966         /*
967          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
968          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
969          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
970          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
971          */
972         mapping = page_mapping(hpage);
973         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
974             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
975                 if (page_mkclean(hpage)) {
976                         SetPageDirty(hpage);
977                 } else {
978                         kill = 0;
979                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
980                         printk(KERN_INFO
981         "MCE %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
982                                 pfn);
983                 }
984         }
985
986         /*
987          * First collect all the processes that have the page
988          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
989          * because ttu takes the rmap data structures down.
990          *
991          * Error handling: We ignore errors here because
992          * there's nothing that can be done.
993          */
994         if (kill)
995                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
996
997         ret = try_to_unmap(hpage, ttu);
998         if (ret != SWAP_SUCCESS)
999                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1000                                 pfn, page_mapcount(hpage));
1001
1002         /*
1003          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1004          * struct page and all unmaps done we can decide if
1005          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1006          * was dirty or the process is not restartable,
1007          * otherwise the tokill list is merely
1008          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1009          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1010          * any accesses to the poisoned memory.
1011          */
1012         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1013         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno,
1014                       ret != SWAP_SUCCESS, p, pfn, flags);
1015
1016         return ret;
1017 }
1018
1019 static void set_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1020 {
1021         int i;
1022         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1023         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1024                 SetPageHWPoison(hpage + i);
1025 }
1026
1027 static void clear_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1028 {
1029         int i;
1030         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1031         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1032                 ClearPageHWPoison(hpage + i);
1033 }
1034
1035 /**
1036  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1037  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1038  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1039  * @flags: fine tune action taken
1040  *
1041  * This function is called by the low level machine check code
1042  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1043  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1044  * dropping pages, killing processes etc.
1045  *
1046  * The function is primarily of use for corruptions that
1047  * happen outside the current execution context (e.g. when
1048  * detected by a background scrubber)
1049  *
1050  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1051  * enabled and no spinlocks hold.
1052  */
1053 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1054 {
1055         struct page_state *ps;
1056         struct page *p;
1057         struct page *hpage;
1058         struct page *orig_head;
1059         int res;
1060         unsigned int nr_pages;
1061         unsigned long page_flags;
1062
1063         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1064                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1065
1066         if (!pfn_valid(pfn)) {
1067                 printk(KERN_ERR
1068                        "MCE %#lx: memory outside kernel control\n",
1069                        pfn);
1070                 return -ENXIO;
1071         }
1072
1073         p = pfn_to_page(pfn);
1074         orig_head = hpage = compound_head(p);
1075         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1076                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: already hardware poisoned\n", pfn);
1077                 return 0;
1078         }
1079
1080         /*
1081          * Currently errors on hugetlbfs pages are measured in hugepage units,
1082          * so nr_pages should be 1 << compound_order.  OTOH when errors are on
1083          * transparent hugepages, they are supposed to be split and error
1084          * measurement is done in normal page units.  So nr_pages should be one
1085          * in this case.
1086          */
1087         if (PageHuge(p))
1088                 nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1089         else /* normal page or thp */
1090                 nr_pages = 1;
1091         atomic_long_add(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1092
1093         /*
1094          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1095          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1096          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1097          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1098          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1099          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1100          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1101          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1102          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1103          *    used and will be freed some time later.
1104          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1105          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1106          */
1107         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1108                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1109                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1110                         return 0;
1111                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1112                         /*
1113                          * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1114                          */
1115                         lock_page(hpage);
1116                         if (PageHWPoison(hpage)) {
1117                                 if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1118                                     || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1119                                         atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1120                                         unlock_page(hpage);
1121                                         return 0;
1122                                 }
1123                         }
1124                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1125                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1126                         action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE,
1127                                       res ? MF_IGNORED : MF_DELAYED);
1128                         unlock_page(hpage);
1129                         return res;
1130                 } else {
1131                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1132                         return -EBUSY;
1133                 }
1134         }
1135
1136         if (!PageHuge(p) && PageTransHuge(hpage)) {
1137                 if (!PageAnon(hpage)) {
1138                         pr_err("MCE: %#lx: non anonymous thp\n", pfn);
1139                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1140                                 atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1141                         put_page(p);
1142                         if (p != hpage)
1143                                 put_page(hpage);
1144                         return -EBUSY;
1145                 }
1146                 if (unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1147                         pr_err("MCE: %#lx: thp split failed\n", pfn);
1148                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1149                                 atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1150                         put_page(p);
1151                         if (p != hpage)
1152                                 put_page(hpage);
1153                         return -EBUSY;
1154                 }
1155                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1156                 hpage = compound_head(p);
1157         }
1158
1159         /*
1160          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1161          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1162          * - to avoid races with __set_page_locked()
1163          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1164          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1165          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1166          */
1167         if (!PageHuge(p)) {
1168                 if (!PageLRU(p))
1169                         shake_page(p, 0);
1170                 if (!PageLRU(p)) {
1171                         /*
1172                          * shake_page could have turned it free.
1173                          */
1174                         if (is_free_buddy_page(p)) {
1175                                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1176                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1177                                 else
1178                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND,
1179                                                       MF_DELAYED);
1180                                 return 0;
1181                         }
1182                 }
1183         }
1184
1185         lock_page(hpage);
1186
1187         /*
1188          * The page could have changed compound pages during the locking.
1189          * If this happens just bail out.
1190          */
1191         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1192                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1193                 res = -EBUSY;
1194                 goto out;
1195         }
1196
1197         /*
1198          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1199          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1200          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1201          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1202          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1203          */
1204         page_flags = p->flags;
1205
1206         /*
1207          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1208          */
1209         if (!PageHWPoison(p)) {
1210                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1211                 atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1212                 put_page(hpage);
1213                 res = 0;
1214                 goto out;
1215         }
1216         if (hwpoison_filter(p)) {
1217                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1218                         atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1219                 unlock_page(hpage);
1220                 put_page(hpage);
1221                 return 0;
1222         }
1223
1224         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1225                 goto identify_page_state;
1226
1227         /*
1228          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1229          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1230          */
1231         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1232                 action_result(pfn, MF_MSG_POISONED_HUGE, MF_IGNORED);
1233                 unlock_page(hpage);
1234                 put_page(hpage);
1235                 return 0;
1236         }
1237         /*
1238          * Set PG_hwpoison on all pages in an error hugepage,
1239          * because containment is done in hugepage unit for now.
1240          * Since we have done TestSetPageHWPoison() for the head page with
1241          * page lock held, we can safely set PG_hwpoison bits on tail pages.
1242          */
1243         if (PageHuge(p))
1244                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1245
1246         /*
1247          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1248          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1249          */
1250         wait_on_page_writeback(p);
1251
1252         /*
1253          * Now take care of user space mappings.
1254          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1255          *
1256          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1257          * page after thp split.
1258          */
1259         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)
1260             != SWAP_SUCCESS) {
1261                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1262                 res = -EBUSY;
1263                 goto out;
1264         }
1265
1266         /*
1267          * Torn down by someone else?
1268          */
1269         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1270                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1271                 res = -EBUSY;
1272                 goto out;
1273         }
1274
1275 identify_page_state:
1276         res = -EBUSY;
1277         /*
1278          * The first check uses the current page flags which may not have any
1279          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1280          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1281          */
1282         for (ps = error_states;; ps++)
1283                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1284                         break;
1285
1286         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1287
1288         if (!ps->mask)
1289                 for (ps = error_states;; ps++)
1290                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1291                                 break;
1292         res = page_action(ps, p, pfn);
1293 out:
1294         unlock_page(hpage);
1295         return res;
1296 }
1297 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1298
1299 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1300 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1301
1302 struct memory_failure_entry {
1303         unsigned long pfn;
1304         int trapno;
1305         int flags;
1306 };
1307
1308 struct memory_failure_cpu {
1309         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1310                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1311         spinlock_t lock;
1312         struct work_struct work;
1313 };
1314
1315 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1316
1317 /**
1318  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1319  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1320  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1321  * @flags: Flags for memory failure handling
1322  *
1323  * This function is called by the low level hardware error handler
1324  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1325  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1326  * processes etc.
1327  *
1328  * The function is primarily of use for corruptions that
1329  * happen outside the current execution context (e.g. when
1330  * detected by a background scrubber)
1331  *
1332  * Can run in IRQ context.
1333  */
1334 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1335 {
1336         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1337         unsigned long proc_flags;
1338         struct memory_failure_entry entry = {
1339                 .pfn =          pfn,
1340                 .trapno =       trapno,
1341                 .flags =        flags,
1342         };
1343
1344         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1345         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1346         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1347                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1348         else
1349                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1350                        pfn);
1351         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1352         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1353 }
1354 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1355
1356 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1357 {
1358         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1359         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1360         unsigned long proc_flags;
1361         int gotten;
1362
1363         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1364         for (;;) {
1365                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1366                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1367                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1368                 if (!gotten)
1369                         break;
1370                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1371                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1372                 else
1373                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1374         }
1375 }
1376
1377 static int __init memory_failure_init(void)
1378 {
1379         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1380         int cpu;
1381
1382         for_each_possible_cpu(cpu) {
1383                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1384                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1385                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1386                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1387         }
1388
1389         return 0;
1390 }
1391 core_initcall(memory_failure_init);
1392
1393 /**
1394  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1395  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1396  *
1397  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1398  * memory_failure() earlier.
1399  *
1400  * This is only done on the software-level, so it only works
1401  * for linux injected failures, not real hardware failures
1402  *
1403  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1404  */
1405 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1406 {
1407         struct page *page;
1408         struct page *p;
1409         int freeit = 0;
1410         unsigned int nr_pages;
1411
1412         if (!pfn_valid(pfn))
1413                 return -ENXIO;
1414
1415         p = pfn_to_page(pfn);
1416         page = compound_head(p);
1417
1418         if (!PageHWPoison(p)) {
1419                 pr_info("MCE: Page was already unpoisoned %#lx\n", pfn);
1420                 return 0;
1421         }
1422
1423         /*
1424          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1425          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1426          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1427          */
1428         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1429                 pr_info("MCE: Memory failure is now running on %#lx\n", pfn);
1430                 return 0;
1431         }
1432
1433         nr_pages = 1 << compound_order(page);
1434
1435         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1436                 /*
1437                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1438                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1439                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1440                  * to the end.
1441                  */
1442                 if (PageHuge(page)) {
1443                         pr_info("MCE: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n", pfn);
1444                         return 0;
1445                 }
1446                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1447                         atomic_long_dec(&num_poisoned_pages);
1448                 pr_info("MCE: Software-unpoisoned free page %#lx\n", pfn);
1449                 return 0;
1450         }
1451
1452         lock_page(page);
1453         /*
1454          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1455          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1456          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1457          * the free buddy page pool.
1458          */
1459         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1460                 pr_info("MCE: Software-unpoisoned page %#lx\n", pfn);
1461                 atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1462                 freeit = 1;
1463                 if (PageHuge(page))
1464                         clear_page_hwpoison_huge_page(page);
1465         }
1466         unlock_page(page);
1467
1468         put_page(page);
1469         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1470                 put_page(page);
1471
1472         return 0;
1473 }
1474 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1475
1476 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1477 {
1478         int nid = page_to_nid(p);
1479         if (PageHuge(p))
1480                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1481                                                    nid);
1482         else
1483                 return alloc_pages_exact_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1488  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1489  * that is not free, and 1 for any other page type.
1490  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1491  */
1492 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1493 {
1494         int ret;
1495
1496         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1497                 return 1;
1498
1499         /*
1500          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1501          * from free hugepage list.
1502          */
1503         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1504                 if (PageHuge(p)) {
1505                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1506                         ret = 0;
1507                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1508                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1509                         ret = 0;
1510                 } else {
1511                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1512                                 __func__, pfn, p->flags);
1513                         ret = -EIO;
1514                 }
1515         } else {
1516                 /* Not a free page */
1517                 ret = 1;
1518         }
1519         return ret;
1520 }
1521
1522 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1523 {
1524         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1525
1526         if (ret == 1 && !PageHuge(page) && !PageLRU(page)) {
1527                 /*
1528                  * Try to free it.
1529                  */
1530                 put_page(page);
1531                 shake_page(page, 1);
1532
1533                 /*
1534                  * Did it turn free?
1535                  */
1536                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1537                 if (!PageLRU(page)) {
1538                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1539                                 pfn, page->flags);
1540                         return -EIO;
1541                 }
1542         }
1543         return ret;
1544 }
1545
1546 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1547 {
1548         int ret;
1549         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1550         struct page *hpage = compound_head(page);
1551         LIST_HEAD(pagelist);
1552
1553         /*
1554          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1555          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1556          */
1557         lock_page(hpage);
1558         if (PageHWPoison(hpage)) {
1559                 unlock_page(hpage);
1560                 put_page(hpage);
1561                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1562                 return -EBUSY;
1563         }
1564         unlock_page(hpage);
1565
1566         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1567         if (ret) {
1568                 /*
1569                  * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1570                  * so need to drop one here.
1571                  */
1572                 put_page(hpage);
1573         } else {
1574                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1575                 return -EBUSY;
1576         }
1577
1578         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1579                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1580         if (ret) {
1581                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1582                         pfn, ret, page->flags);
1583                 /*
1584                  * We know that soft_offline_huge_page() tries to migrate
1585                  * only one hugepage pointed to by hpage, so we need not
1586                  * run through the pagelist here.
1587                  */
1588                 putback_active_hugepage(hpage);
1589                 if (ret > 0)
1590                         ret = -EIO;
1591         } else {
1592                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1593                 if (PageHuge(page)) {
1594                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1595                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1596                         atomic_long_add(1 << compound_order(hpage),
1597                                         &num_poisoned_pages);
1598                 } else {
1599                         SetPageHWPoison(page);
1600                         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1601                 }
1602         }
1603         return ret;
1604 }
1605
1606 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1607 {
1608         int ret;
1609         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1610
1611         /*
1612          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1613          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1614          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1615          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1616          */
1617         lock_page(page);
1618         wait_on_page_writeback(page);
1619         if (PageHWPoison(page)) {
1620                 unlock_page(page);
1621                 put_page(page);
1622                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1623                 return -EBUSY;
1624         }
1625         /*
1626          * Try to invalidate first. This should work for
1627          * non dirty unmapped page cache pages.
1628          */
1629         ret = invalidate_inode_page(page);
1630         unlock_page(page);
1631         /*
1632          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1633          * would need to fix isolation locking first.
1634          */
1635         if (ret == 1) {
1636                 put_page(page);
1637                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1638                 SetPageHWPoison(page);
1639                 atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1640                 return 0;
1641         }
1642
1643         /*
1644          * Simple invalidation didn't work.
1645          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1646          * handles a large number of cases for us.
1647          */
1648         ret = isolate_lru_page(page);
1649         /*
1650          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1651          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1652          */
1653         put_page(page);
1654         if (!ret) {
1655                 LIST_HEAD(pagelist);
1656                 inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1657                                         page_is_file_cache(page));
1658                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1659                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1660                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1661                 if (ret) {
1662                         if (!list_empty(&pagelist)) {
1663                                 list_del(&page->lru);
1664                                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1665                                                 page_is_file_cache(page));
1666                                 putback_lru_page(page);
1667                         }
1668
1669                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1670                                 pfn, ret, page->flags);
1671                         if (ret > 0)
1672                                 ret = -EIO;
1673                 } else {
1674                         SetPageHWPoison(page);
1675                         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1676                 }
1677         } else {
1678                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1679                         pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1680         }
1681         return ret;
1682 }
1683
1684 /**
1685  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1686  * @page: page to offline
1687  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1688  *
1689  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1690  *
1691  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1692  * without killing anything. This is for the case when
1693  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1694  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1695  * out.
1696  *
1697  * The actual policy on when to do that is maintained by
1698  * user space.
1699  *
1700  * This should never impact any application or cause data loss,
1701  * however it might take some time.
1702  *
1703  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1704  * ``good enough'' for the majority of memory.
1705  */
1706 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1707 {
1708         int ret;
1709         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1710         struct page *hpage = compound_head(page);
1711
1712         if (PageHWPoison(page)) {
1713                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1714                 return -EBUSY;
1715         }
1716         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1717                 if (PageAnon(hpage) && unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1718                         pr_info("soft offline: %#lx: failed to split THP\n",
1719                                 pfn);
1720                         return -EBUSY;
1721                 }
1722         }
1723
1724         get_online_mems();
1725
1726         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1727         put_online_mems();
1728         if (ret > 0) { /* for in-use pages */
1729                 if (PageHuge(page))
1730                         ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1731                 else
1732                         ret = __soft_offline_page(page, flags);
1733         } else if (ret == 0) { /* for free pages */
1734                 if (PageHuge(page)) {
1735                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1736                         if (!dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage))
1737                                 atomic_long_add(1 << compound_order(hpage),
1738                                         &num_poisoned_pages);
1739                 } else {
1740                         if (!TestSetPageHWPoison(page))
1741                                 atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1742                 }
1743         }
1744         return ret;
1745 }