GNU Linux-libre 4.14.290-gnu1
[releases.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/signal.h>
44 #include <linux/sched/task.h>
45 #include <linux/ksm.h>
46 #include <linux/rmap.h>
47 #include <linux/export.h>
48 #include <linux/pagemap.h>
49 #include <linux/swap.h>
50 #include <linux/backing-dev.h>
51 #include <linux/migrate.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 <linux/ratelimit.h>
60 #include "internal.h"
61 #include "ras/ras_event.h"
62
63 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
64
65 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
66
67 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
68
69 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
70
71 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
72 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
73 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
74 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
75 u64 hwpoison_filter_flags_value;
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
80 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
81
82 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
83 {
84         struct address_space *mapping;
85         dev_t dev;
86
87         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
88             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
89                 return 0;
90
91         /*
92          * page_mapping() does not accept slab pages.
93          */
94         if (PageSlab(p))
95                 return -EINVAL;
96
97         mapping = page_mapping(p);
98         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
99                 return -EINVAL;
100
101         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
102         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
103             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
104                 return -EINVAL;
105         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
106             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
107                 return -EINVAL;
108
109         return 0;
110 }
111
112 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
113 {
114         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
115                 return 0;
116
117         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
118                                     hwpoison_filter_flags_value)
119                 return 0;
120         else
121                 return -EINVAL;
122 }
123
124 /*
125  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
126  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
127  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
128  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
129  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
130  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
131  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
132  * a freed page.
133  */
134 #ifdef CONFIG_MEMCG
135 u64 hwpoison_filter_memcg;
136 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
137 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
138 {
139         if (!hwpoison_filter_memcg)
140                 return 0;
141
142         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
143                 return -EINVAL;
144
145         return 0;
146 }
147 #else
148 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
149 #endif
150
151 int hwpoison_filter(struct page *p)
152 {
153         if (!hwpoison_filter_enable)
154                 return 0;
155
156         if (hwpoison_filter_dev(p))
157                 return -EINVAL;
158
159         if (hwpoison_filter_flags(p))
160                 return -EINVAL;
161
162         if (hwpoison_filter_task(p))
163                 return -EINVAL;
164
165         return 0;
166 }
167 #else
168 int hwpoison_filter(struct page *p)
169 {
170         return 0;
171 }
172 #endif
173
174 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
175
176 /*
177  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
178  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
179  * ``action required'' if error happened in current execution context
180  */
181 static int kill_proc(struct task_struct *t, unsigned long addr, int trapno,
182                         unsigned long pfn, struct page *page, int flags)
183 {
184         struct siginfo si;
185         int ret;
186
187         pr_err("Memory failure: %#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                 pr_info("Memory failure: 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 (PageHuge(p))
223                 return;
224
225         if (!PageSlab(p)) {
226                 lru_add_drain_all();
227                 if (PageLRU(p))
228                         return;
229                 drain_all_pages(page_zone(p));
230                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
231                         return;
232         }
233
234         /*
235          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
236          * other caches) if access is not potentially fatal.
237          */
238         if (access)
239                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
240 }
241 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
242
243 /*
244  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
245  * the page.
246  *
247  * General strategy:
248  * Find all processes having the page mapped and kill them.
249  * But we keep a page reference around so that the page is not
250  * actually freed yet.
251  * Then stash the page away
252  *
253  * There's no convenient way to get back to mapped processes
254  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
255  * running processes.
256  *
257  * Remember that machine checks are not common (or rather
258  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
259  * be a performance issue.
260  *
261  * Also there are some races possible while we get from the
262  * error detection to actually handle it.
263  */
264
265 struct to_kill {
266         struct list_head nd;
267         struct task_struct *tsk;
268         unsigned long addr;
269         char addr_valid;
270 };
271
272 /*
273  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
274  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
275  */
276
277 /*
278  * Schedule a process for later kill.
279  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
280  * TBD would GFP_NOIO be enough?
281  */
282 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
283                        struct vm_area_struct *vma,
284                        struct list_head *to_kill,
285                        struct to_kill **tkc)
286 {
287         struct to_kill *tk;
288
289         if (*tkc) {
290                 tk = *tkc;
291                 *tkc = NULL;
292         } else {
293                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
294                 if (!tk) {
295                         pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
296                         return;
297                 }
298         }
299         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
300         tk->addr_valid = 1;
301
302         /*
303          * In theory we don't have to kill when the page was
304          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
305          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
306          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
307          */
308         if (tk->addr == -EFAULT) {
309                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
310                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
311                 tk->addr_valid = 0;
312         }
313         get_task_struct(tsk);
314         tk->tsk = tsk;
315         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
316 }
317
318 /*
319  * Kill the processes that have been collected earlier.
320  *
321  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
322  * (this is used for clean pages which do not need killing)
323  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
324  * wrong earlier.
325  */
326 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, int trapno,
327                           bool fail, struct page *page, unsigned long pfn,
328                           int flags)
329 {
330         struct to_kill *tk, *next;
331
332         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
333                 if (forcekill) {
334                         /*
335                          * In case something went wrong with munmapping
336                          * make sure the process doesn't catch the
337                          * signal and then access the memory. Just kill it.
338                          */
339                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
340                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
341                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
342                                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV,
343                                                  tk->tsk, PIDTYPE_PID);
344                         }
345
346                         /*
347                          * In theory the process could have mapped
348                          * something else on the address in-between. We could
349                          * check for that, but we need to tell the
350                          * process anyways.
351                          */
352                         else if (kill_proc(tk->tsk, tk->addr, trapno,
353                                               pfn, page, flags) < 0)
354                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
355                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
356                 }
357                 put_task_struct(tk->tsk);
358                 kfree(tk);
359         }
360 }
361
362 /*
363  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
364  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
365  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
366  *
367  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
368  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
369  */
370 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
371 {
372         struct task_struct *t;
373
374         for_each_thread(tsk, t)
375                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
376                         return t;
377         return NULL;
378 }
379
380 /*
381  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
382  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
383  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
384  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
385  */
386 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
387                                            int force_early)
388 {
389         struct task_struct *t;
390         if (!tsk->mm)
391                 return NULL;
392         if (force_early)
393                 return tsk;
394         t = find_early_kill_thread(tsk);
395         if (t)
396                 return t;
397         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
398                 return tsk;
399         return NULL;
400 }
401
402 /*
403  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
404  */
405 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
406                               struct to_kill **tkc, int force_early)
407 {
408         struct vm_area_struct *vma;
409         struct task_struct *tsk;
410         struct anon_vma *av;
411         pgoff_t pgoff;
412
413         av = page_lock_anon_vma_read(page);
414         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
415                 return;
416
417         pgoff = page_to_pgoff(page);
418         read_lock(&tasklist_lock);
419         for_each_process (tsk) {
420                 struct anon_vma_chain *vmac;
421                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
422
423                 if (!t)
424                         continue;
425                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
426                                                pgoff, pgoff) {
427                         vma = vmac->vma;
428                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
429                                 continue;
430                         if (vma->vm_mm == t->mm)
431                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
432                 }
433         }
434         read_unlock(&tasklist_lock);
435         page_unlock_anon_vma_read(av);
436 }
437
438 /*
439  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
440  */
441 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
442                               struct to_kill **tkc, int force_early)
443 {
444         struct vm_area_struct *vma;
445         struct task_struct *tsk;
446         struct address_space *mapping = page->mapping;
447
448         i_mmap_lock_read(mapping);
449         read_lock(&tasklist_lock);
450         for_each_process(tsk) {
451                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
452                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
453
454                 if (!t)
455                         continue;
456                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
457                                       pgoff) {
458                         /*
459                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
460                          * the page but the corrupted page is not necessarily
461                          * mapped it in its pte.
462                          * Assume applications who requested early kill want
463                          * to be informed of all such data corruptions.
464                          */
465                         if (vma->vm_mm == t->mm)
466                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
467                 }
468         }
469         read_unlock(&tasklist_lock);
470         i_mmap_unlock_read(mapping);
471 }
472
473 /*
474  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
475  * This is done in two steps for locking reasons.
476  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
477  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
478  */
479 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
480                                 int force_early)
481 {
482         struct to_kill *tk;
483
484         if (!page->mapping)
485                 return;
486
487         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
488         if (!tk)
489                 return;
490         if (PageAnon(page))
491                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
492         else
493                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
494         kfree(tk);
495 }
496
497 static const char *action_name[] = {
498         [MF_IGNORED] = "Ignored",
499         [MF_FAILED] = "Failed",
500         [MF_DELAYED] = "Delayed",
501         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
502 };
503
504 static const char * const action_page_types[] = {
505         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
506         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
507         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
508         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
509         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
510         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
511         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
512         [MF_MSG_NON_PMD_HUGE]           = "non-pmd-sized huge page",
513         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
514         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
515         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
516         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
517         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
518         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
519         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
520         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
521         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
522         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
523         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
524         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
525         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
526 };
527
528 /*
529  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
530  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
531  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
532  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
533  */
534 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
535 {
536         if (!isolate_lru_page(p)) {
537                 /*
538                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
539                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
540                  */
541                 ClearPageActive(p);
542                 ClearPageUnevictable(p);
543
544                 /*
545                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
546                  * to uncharge it manually from its memcg.
547                  */
548                 mem_cgroup_uncharge(p);
549
550                 /*
551                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
552                  */
553                 put_page(p);
554                 return 0;
555         }
556         return -EIO;
557 }
558
559 static int truncate_error_page(struct page *p, unsigned long pfn,
560                                 struct address_space *mapping)
561 {
562         int ret = MF_FAILED;
563
564         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
565                 int err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
566
567                 if (err != 0) {
568                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
569                                 pfn, err);
570                 } else if (page_has_private(p) &&
571                            !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
572                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
573                                 pfn);
574                 } else {
575                         ret = MF_RECOVERED;
576                 }
577         } else {
578                 /*
579                  * If the file system doesn't support it just invalidate
580                  * This fails on dirty or anything with private pages
581                  */
582                 if (invalidate_inode_page(p))
583                         ret = MF_RECOVERED;
584                 else
585                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
586                                 pfn);
587         }
588
589         return ret;
590 }
591
592 /*
593  * Error hit kernel page.
594  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
595  * could be more sophisticated.
596  */
597 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
598 {
599         return MF_IGNORED;
600 }
601
602 /*
603  * Page in unknown state. Do nothing.
604  */
605 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
606 {
607         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
608         return MF_FAILED;
609 }
610
611 /*
612  * Clean (or cleaned) page cache page.
613  */
614 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
615 {
616         struct address_space *mapping;
617
618         delete_from_lru_cache(p);
619
620         /*
621          * For anonymous pages we're done the only reference left
622          * should be the one m_f() holds.
623          */
624         if (PageAnon(p))
625                 return MF_RECOVERED;
626
627         /*
628          * Now truncate the page in the page cache. This is really
629          * more like a "temporary hole punch"
630          * Don't do this for block devices when someone else
631          * has a reference, because it could be file system metadata
632          * and that's not safe to truncate.
633          */
634         mapping = page_mapping(p);
635         if (!mapping) {
636                 /*
637                  * Page has been teared down in the meanwhile
638                  */
639                 return MF_FAILED;
640         }
641
642         /*
643          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
644          *
645          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
646          */
647         return truncate_error_page(p, pfn, mapping);
648 }
649
650 /*
651  * Dirty pagecache page
652  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
653  * propagated.
654  */
655 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
656 {
657         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
658
659         SetPageError(p);
660         /* TBD: print more information about the file. */
661         if (mapping) {
662                 /*
663                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
664                  * who check the mapping.
665                  * This way the application knows that something went
666                  * wrong with its dirty file data.
667                  *
668                  * There's one open issue:
669                  *
670                  * The EIO will be only reported on the next IO
671                  * operation and then cleared through the IO map.
672                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
673                  * first through the AS_EIO flag in the address space
674                  * and then through the PageError flag in the page.
675                  * Since we drop pages on memory failure handling the
676                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
677                  *
678                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
679                  * the first operation that returns an error, while
680                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
681                  * when the page is reread or dropped.  If an
682                  * application assumes it will always get error on
683                  * fsync, but does other operations on the fd before
684                  * and the page is dropped between then the error
685                  * will not be properly reported.
686                  *
687                  * This can already happen even without hwpoisoned
688                  * pages: first on metadata IO errors (which only
689                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
690                  * at the wrong time.
691                  *
692                  * So right now we assume that the application DTRT on
693                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
694                  * of the kernel.
695                  */
696                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
697         }
698
699         return me_pagecache_clean(p, pfn);
700 }
701
702 /*
703  * Clean and dirty swap cache.
704  *
705  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
706  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
707  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
708  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
709  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
710  * and then
711  *      - clear dirty bit to prevent IO
712  *      - remove from LRU
713  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
714  *        a later page fault, we know the application is accessing
715  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
716  *        interception code in do_swap_page to catch it).
717  *
718  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
719  * bring in the known good data from disk.
720  */
721 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
722 {
723         ClearPageDirty(p);
724         /* Trigger EIO in shmem: */
725         ClearPageUptodate(p);
726
727         if (!delete_from_lru_cache(p))
728                 return MF_DELAYED;
729         else
730                 return MF_FAILED;
731 }
732
733 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
734 {
735         delete_from_swap_cache(p);
736
737         if (!delete_from_lru_cache(p))
738                 return MF_RECOVERED;
739         else
740                 return MF_FAILED;
741 }
742
743 /*
744  * Huge pages. Needs work.
745  * Issues:
746  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
747  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
748  */
749 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
750 {
751         int res = 0;
752         struct page *hpage = compound_head(p);
753         struct address_space *mapping;
754
755         if (!PageHuge(hpage))
756                 return MF_DELAYED;
757
758         mapping = page_mapping(hpage);
759         if (mapping) {
760                 res = truncate_error_page(hpage, pfn, mapping);
761         } else {
762                 unlock_page(hpage);
763                 /*
764                  * migration entry prevents later access on error anonymous
765                  * hugepage, so we can free and dissolve it into buddy to
766                  * save healthy subpages.
767                  */
768                 if (PageAnon(hpage))
769                         put_page(hpage);
770                 dissolve_free_huge_page(p);
771                 res = MF_RECOVERED;
772                 lock_page(hpage);
773         }
774
775         return res;
776 }
777
778 /*
779  * Various page states we can handle.
780  *
781  * A page state is defined by its current page->flags bits.
782  * The table matches them in order and calls the right handler.
783  *
784  * This is quite tricky because we can access page at any time
785  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
786  *
787  * This is not complete. More states could be added.
788  * For any missing state don't attempt recovery.
789  */
790
791 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
792 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
793 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
794 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
795 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
796 #define lru             (1UL << PG_lru)
797 #define head            (1UL << PG_head)
798 #define slab            (1UL << PG_slab)
799 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
800
801 static struct page_state {
802         unsigned long mask;
803         unsigned long res;
804         enum mf_action_page_type type;
805         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
806 } error_states[] = {
807         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
808         /*
809          * free pages are specially detected outside this table:
810          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
811          */
812
813         /*
814          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
815          * currently unused objects without touching them. But just
816          * treat it as standard kernel for now.
817          */
818         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
819
820         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
821
822         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
823         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
824
825         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
826         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
827
828         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
829         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
830
831         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
832         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
833
834         /*
835          * Catchall entry: must be at end.
836          */
837         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
838 };
839
840 #undef dirty
841 #undef sc
842 #undef unevict
843 #undef mlock
844 #undef writeback
845 #undef lru
846 #undef head
847 #undef slab
848 #undef reserved
849
850 /*
851  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
852  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
853  */
854 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
855                           enum mf_result result)
856 {
857         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
858
859         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
860                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
861 }
862
863 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
864                         unsigned long pfn)
865 {
866         int result;
867         int count;
868
869         result = ps->action(p, pfn);
870
871         count = page_count(p) - 1;
872         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
873                 count--;
874         if (count > 0) {
875                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
876                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
877                 result = MF_FAILED;
878         }
879         action_result(pfn, ps->type, result);
880
881         /* Could do more checks here if page looks ok */
882         /*
883          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
884          */
885
886         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
887 }
888
889 /**
890  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
891  * @page:       raw error page (hit by memory error)
892  *
893  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
894  * non-zero value.)
895  */
896 int get_hwpoison_page(struct page *page)
897 {
898         struct page *head = compound_head(page);
899
900         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
901                 /*
902                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
903                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
904                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
905                  * tries to touch the "partially handled" page.
906                  */
907                 if (!PageAnon(head)) {
908                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
909                                 page_to_pfn(page));
910                         return 0;
911                 }
912         }
913
914         if (get_page_unless_zero(head)) {
915                 if (head == compound_head(page))
916                         return 1;
917
918                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
919                         page_to_pfn(page));
920                 put_page(head);
921         }
922
923         return 0;
924 }
925 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
926
927 /*
928  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
929  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
930  */
931 static bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
932                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
933 {
934         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
935         struct address_space *mapping;
936         LIST_HEAD(tokill);
937         bool unmap_success;
938         int kill = 1, forcekill;
939         struct page *hpage = *hpagep;
940         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
941
942         /*
943          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
944          * other types of pages.
945          */
946         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
947                 return true;
948         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
949                 return true;
950
951         /*
952          * This check implies we don't kill processes if their pages
953          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
954          */
955         if (!page_mapped(hpage))
956                 return true;
957
958         if (PageKsm(p)) {
959                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
960                 return false;
961         }
962
963         if (PageSwapCache(p)) {
964                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
965                         pfn);
966                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
967         }
968
969         /*
970          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
971          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
972          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
973          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
974          */
975         mapping = page_mapping(hpage);
976         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
977             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
978                 if (page_mkclean(hpage)) {
979                         SetPageDirty(hpage);
980                 } else {
981                         kill = 0;
982                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
983                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
984                                 pfn);
985                 }
986         }
987
988         /*
989          * First collect all the processes that have the page
990          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
991          * because ttu takes the rmap data structures down.
992          *
993          * Error handling: We ignore errors here because
994          * there's nothing that can be done.
995          */
996         if (kill)
997                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
998
999         unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
1000         if (!unmap_success)
1001                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1002                        pfn, page_mapcount(hpage));
1003
1004         /*
1005          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
1006          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
1007          */
1008         if (mlocked)
1009                 shake_page(hpage, 0);
1010
1011         /*
1012          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1013          * struct page and all unmaps done we can decide if
1014          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1015          * was dirty or the process is not restartable,
1016          * otherwise the tokill list is merely
1017          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1018          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1019          * any accesses to the poisoned memory.
1020          */
1021         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1022         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno, !unmap_success, p, pfn, flags);
1023
1024         return unmap_success;
1025 }
1026
1027 static int identify_page_state(unsigned long pfn, struct page *p,
1028                                 unsigned long page_flags)
1029 {
1030         struct page_state *ps;
1031
1032         /*
1033          * The first check uses the current page flags which may not have any
1034          * relevant information. The second check with the saved page flags is
1035          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1036          */
1037         for (ps = error_states;; ps++)
1038                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1039                         break;
1040
1041         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1042
1043         if (!ps->mask)
1044                 for (ps = error_states;; ps++)
1045                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1046                                 break;
1047         return page_action(ps, p, pfn);
1048 }
1049
1050 static int memory_failure_hugetlb(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1051 {
1052         struct page *p = pfn_to_page(pfn);
1053         struct page *head = compound_head(p);
1054         int res;
1055         unsigned long page_flags;
1056
1057         if (TestSetPageHWPoison(head)) {
1058                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1059                        pfn);
1060                 return 0;
1061         }
1062
1063         num_poisoned_pages_inc();
1064
1065         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1066                 /*
1067                  * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1068                  */
1069                 lock_page(head);
1070                 if (PageHWPoison(head)) {
1071                         if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1072                             || (p != head && TestSetPageHWPoison(head))) {
1073                                 num_poisoned_pages_dec();
1074                                 unlock_page(head);
1075                                 return 0;
1076                         }
1077                 }
1078                 unlock_page(head);
1079                 dissolve_free_huge_page(p);
1080                 action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE, MF_DELAYED);
1081                 return 0;
1082         }
1083
1084         lock_page(head);
1085         page_flags = head->flags;
1086
1087         if (!PageHWPoison(head)) {
1088                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1089                 num_poisoned_pages_dec();
1090                 unlock_page(head);
1091                 put_hwpoison_page(head);
1092                 return 0;
1093         }
1094
1095         /*
1096          * TODO: hwpoison for pud-sized hugetlb doesn't work right now, so
1097          * simply disable it. In order to make it work properly, we need
1098          * make sure that:
1099          *  - conversion of a pud that maps an error hugetlb into hwpoison
1100          *    entry properly works, and
1101          *  - other mm code walking over page table is aware of pud-aligned
1102          *    hwpoison entries.
1103          */
1104         if (huge_page_size(page_hstate(head)) > PMD_SIZE) {
1105                 action_result(pfn, MF_MSG_NON_PMD_HUGE, MF_IGNORED);
1106                 res = -EBUSY;
1107                 goto out;
1108         }
1109
1110         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &head)) {
1111                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1112                 res = -EBUSY;
1113                 goto out;
1114         }
1115
1116         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1117 out:
1118         unlock_page(head);
1119         return res;
1120 }
1121
1122 /**
1123  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1124  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1125  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1126  * @flags: fine tune action taken
1127  *
1128  * This function is called by the low level machine check code
1129  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1130  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1131  * dropping pages, killing processes etc.
1132  *
1133  * The function is primarily of use for corruptions that
1134  * happen outside the current execution context (e.g. when
1135  * detected by a background scrubber)
1136  *
1137  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1138  * enabled and no spinlocks hold.
1139  */
1140 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1141 {
1142         struct page *p;
1143         struct page *hpage;
1144         struct page *orig_head;
1145         int res;
1146         unsigned long page_flags;
1147
1148         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1149                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1150
1151         if (!pfn_valid(pfn)) {
1152                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1153                         pfn);
1154                 return -ENXIO;
1155         }
1156
1157         p = pfn_to_page(pfn);
1158         if (PageHuge(p))
1159                 return memory_failure_hugetlb(pfn, trapno, flags);
1160         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1161                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1162                         pfn);
1163                 return 0;
1164         }
1165
1166         orig_head = hpage = compound_head(p);
1167         num_poisoned_pages_inc();
1168
1169         /*
1170          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1171          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1172          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1173          * 2) it's part of a non-compound high order page.
1174          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1175          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1176          *    used and will be freed some time later.
1177          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1178          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1179          */
1180         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1181                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1182                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1183                         return 0;
1184                 } else {
1185                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1186                         return -EBUSY;
1187                 }
1188         }
1189
1190         if (PageTransHuge(hpage)) {
1191                 lock_page(p);
1192                 if (!PageAnon(p) || unlikely(split_huge_page(p))) {
1193                         unlock_page(p);
1194                         if (!PageAnon(p))
1195                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1196                                         pfn);
1197                         else
1198                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1199                                         pfn);
1200                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1201                                 num_poisoned_pages_dec();
1202                         put_hwpoison_page(p);
1203                         return -EBUSY;
1204                 }
1205                 unlock_page(p);
1206                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1207                 hpage = compound_head(p);
1208         }
1209
1210         /*
1211          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1212          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1213          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1214          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1215          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1216          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1217          */
1218         shake_page(p, 0);
1219         /* shake_page could have turned it free. */
1220         if (!PageLRU(p) && is_free_buddy_page(p)) {
1221                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1222                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1223                 else
1224                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND, MF_DELAYED);
1225                 return 0;
1226         }
1227
1228         lock_page(p);
1229
1230         /*
1231          * The page could have changed compound pages during the locking.
1232          * If this happens just bail out.
1233          */
1234         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1235                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1236                 res = -EBUSY;
1237                 goto out;
1238         }
1239
1240         /*
1241          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1242          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1243          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1244          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1245          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1246          */
1247         if (PageHuge(p))
1248                 page_flags = hpage->flags;
1249         else
1250                 page_flags = p->flags;
1251
1252         /*
1253          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1254          */
1255         if (!PageHWPoison(p)) {
1256                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1257                 num_poisoned_pages_dec();
1258                 unlock_page(p);
1259                 put_hwpoison_page(p);
1260                 return 0;
1261         }
1262         if (hwpoison_filter(p)) {
1263                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1264                         num_poisoned_pages_dec();
1265                 unlock_page(p);
1266                 put_hwpoison_page(p);
1267                 return 0;
1268         }
1269
1270         /*
1271          * __munlock_pagevec may clear a writeback page's LRU flag without
1272          * page_lock. We need wait writeback completion for this page or it
1273          * may trigger vfs BUG while evict inode.
1274          */
1275         if (!PageTransTail(p) && !PageLRU(p) && !PageWriteback(p))
1276                 goto identify_page_state;
1277
1278         /*
1279          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1280          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1281          */
1282         wait_on_page_writeback(p);
1283
1284         /*
1285          * Now take care of user space mappings.
1286          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1287          *
1288          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1289          * page after thp split.
1290          */
1291         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)) {
1292                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1293                 res = -EBUSY;
1294                 goto out;
1295         }
1296
1297         /*
1298          * Torn down by someone else?
1299          */
1300         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1301                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1302                 res = -EBUSY;
1303                 goto out;
1304         }
1305
1306 identify_page_state:
1307         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1308 out:
1309         unlock_page(p);
1310         return res;
1311 }
1312 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1313
1314 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1315 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1316
1317 struct memory_failure_entry {
1318         unsigned long pfn;
1319         int trapno;
1320         int flags;
1321 };
1322
1323 struct memory_failure_cpu {
1324         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1325                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1326         spinlock_t lock;
1327         struct work_struct work;
1328 };
1329
1330 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1331
1332 /**
1333  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1334  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1335  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1336  * @flags: Flags for memory failure handling
1337  *
1338  * This function is called by the low level hardware error handler
1339  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1340  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1341  * processes etc.
1342  *
1343  * The function is primarily of use for corruptions that
1344  * happen outside the current execution context (e.g. when
1345  * detected by a background scrubber)
1346  *
1347  * Can run in IRQ context.
1348  */
1349 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1350 {
1351         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1352         unsigned long proc_flags;
1353         struct memory_failure_entry entry = {
1354                 .pfn =          pfn,
1355                 .trapno =       trapno,
1356                 .flags =        flags,
1357         };
1358
1359         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1360         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1361         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1362                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1363         else
1364                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1365                        pfn);
1366         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1367         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1368 }
1369 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1370
1371 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1372 {
1373         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1374         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1375         unsigned long proc_flags;
1376         int gotten;
1377
1378         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1379         for (;;) {
1380                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1381                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1382                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1383                 if (!gotten)
1384                         break;
1385                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1386                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1387                 else
1388                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1389         }
1390 }
1391
1392 static int __init memory_failure_init(void)
1393 {
1394         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1395         int cpu;
1396
1397         for_each_possible_cpu(cpu) {
1398                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1399                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1400                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1401                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1402         }
1403
1404         return 0;
1405 }
1406 core_initcall(memory_failure_init);
1407
1408 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1409 ({                                                      \
1410         if (__ratelimit(rs))                            \
1411                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1412 })
1413
1414 /**
1415  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1416  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1417  *
1418  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1419  * memory_failure() earlier.
1420  *
1421  * This is only done on the software-level, so it only works
1422  * for linux injected failures, not real hardware failures
1423  *
1424  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1425  */
1426 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1427 {
1428         struct page *page;
1429         struct page *p;
1430         int freeit = 0;
1431         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1432                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1433
1434         if (!pfn_valid(pfn))
1435                 return -ENXIO;
1436
1437         p = pfn_to_page(pfn);
1438         page = compound_head(p);
1439
1440         if (!PageHWPoison(p)) {
1441                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1442                                  pfn, &unpoison_rs);
1443                 return 0;
1444         }
1445
1446         if (page_count(page) > 1) {
1447                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1448                                  pfn, &unpoison_rs);
1449                 return 0;
1450         }
1451
1452         if (page_mapped(page)) {
1453                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1454                                  pfn, &unpoison_rs);
1455                 return 0;
1456         }
1457
1458         if (page_mapping(page)) {
1459                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1460                                  pfn, &unpoison_rs);
1461                 return 0;
1462         }
1463
1464         /*
1465          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1466          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1467          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1468          */
1469         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1470                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1471                                  pfn, &unpoison_rs);
1472                 return 0;
1473         }
1474
1475         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1476                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1477                         num_poisoned_pages_dec();
1478                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1479                                  pfn, &unpoison_rs);
1480                 return 0;
1481         }
1482
1483         lock_page(page);
1484         /*
1485          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1486          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1487          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1488          * the free buddy page pool.
1489          */
1490         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1491                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1492                                  pfn, &unpoison_rs);
1493                 num_poisoned_pages_dec();
1494                 freeit = 1;
1495         }
1496         unlock_page(page);
1497
1498         put_hwpoison_page(page);
1499         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1500                 put_hwpoison_page(page);
1501
1502         return 0;
1503 }
1504 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1505
1506 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1507 {
1508         int nid = page_to_nid(p);
1509
1510         return new_page_nodemask(p, nid, &node_states[N_MEMORY]);
1511 }
1512
1513 /*
1514  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1515  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1516  * that is not free, and 1 for any other page type.
1517  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1518  */
1519 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1520 {
1521         int ret;
1522
1523         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1524                 return 1;
1525
1526         /*
1527          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1528          * from free hugepage list.
1529          */
1530         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1531                 if (PageHuge(p)) {
1532                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1533                         ret = 0;
1534                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1535                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1536                         ret = 0;
1537                 } else {
1538                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1539                                 __func__, pfn, p->flags);
1540                         ret = -EIO;
1541                 }
1542         } else {
1543                 /* Not a free page */
1544                 ret = 1;
1545         }
1546         return ret;
1547 }
1548
1549 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1550 {
1551         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1552
1553         if (ret == 1 && !PageHuge(page) &&
1554             !PageLRU(page) && !__PageMovable(page)) {
1555                 /*
1556                  * Try to free it.
1557                  */
1558                 put_hwpoison_page(page);
1559                 shake_page(page, 1);
1560
1561                 /*
1562                  * Did it turn free?
1563                  */
1564                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1565                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1566                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1567                         put_hwpoison_page(page);
1568                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx (%pGp)\n",
1569                                 pfn, page->flags, &page->flags);
1570                         return -EIO;
1571                 }
1572         }
1573         return ret;
1574 }
1575
1576 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1577 {
1578         int ret;
1579         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1580         struct page *hpage = compound_head(page);
1581         LIST_HEAD(pagelist);
1582
1583         /*
1584          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1585          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1586          */
1587         lock_page(hpage);
1588         if (PageHWPoison(hpage)) {
1589                 unlock_page(hpage);
1590                 put_hwpoison_page(hpage);
1591                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1592                 return -EBUSY;
1593         }
1594         unlock_page(hpage);
1595
1596         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1597         /*
1598          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1599          * so need to drop one here.
1600          */
1601         put_hwpoison_page(hpage);
1602         if (!ret) {
1603                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1604                 return -EBUSY;
1605         }
1606
1607         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1608                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1609         if (ret) {
1610                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1611                         pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1612                 if (!list_empty(&pagelist))
1613                         putback_movable_pages(&pagelist);
1614                 if (ret > 0)
1615                         ret = -EIO;
1616         } else {
1617                 if (PageHuge(page))
1618                         dissolve_free_huge_page(page);
1619         }
1620         return ret;
1621 }
1622
1623 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1624 {
1625         int ret;
1626         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1627
1628         /*
1629          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1630          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1631          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1632          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1633          */
1634         lock_page(page);
1635         wait_on_page_writeback(page);
1636         if (PageHWPoison(page)) {
1637                 unlock_page(page);
1638                 put_hwpoison_page(page);
1639                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1640                 return -EBUSY;
1641         }
1642         /*
1643          * Try to invalidate first. This should work for
1644          * non dirty unmapped page cache pages.
1645          */
1646         ret = invalidate_inode_page(page);
1647         unlock_page(page);
1648         /*
1649          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1650          * would need to fix isolation locking first.
1651          */
1652         if (ret == 1) {
1653                 put_hwpoison_page(page);
1654                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1655                 SetPageHWPoison(page);
1656                 num_poisoned_pages_inc();
1657                 return 0;
1658         }
1659
1660         /*
1661          * Simple invalidation didn't work.
1662          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1663          * handles a large number of cases for us.
1664          */
1665         if (PageLRU(page))
1666                 ret = isolate_lru_page(page);
1667         else
1668                 ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1669         /*
1670          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1671          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1672          */
1673         put_hwpoison_page(page);
1674         if (!ret) {
1675                 LIST_HEAD(pagelist);
1676                 /*
1677                  * After isolated lru page, the PageLRU will be cleared,
1678                  * so use !__PageMovable instead for LRU page's mapping
1679                  * cannot have PAGE_MAPPING_MOVABLE.
1680                  */
1681                 if (!__PageMovable(page))
1682                         inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1683                                                 page_is_file_cache(page));
1684                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1685                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1686                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1687                 if (ret) {
1688                         if (!list_empty(&pagelist))
1689                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1690
1691                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1692                                 pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1693                         if (ret > 0)
1694                                 ret = -EIO;
1695                 }
1696         } else {
1697                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx (%pGp)\n",
1698                         pfn, ret, page_count(page), page->flags, &page->flags);
1699         }
1700         return ret;
1701 }
1702
1703 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1704 {
1705         int ret;
1706         struct page *hpage = compound_head(page);
1707
1708         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1709                 lock_page(page);
1710                 if (!PageAnon(page) || unlikely(split_huge_page(page))) {
1711                         unlock_page(page);
1712                         if (!PageAnon(page))
1713                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1714                         else
1715                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1716                         put_hwpoison_page(page);
1717                         return -EBUSY;
1718                 }
1719                 unlock_page(page);
1720         }
1721
1722         if (PageHuge(page))
1723                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1724         else
1725                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1726
1727         return ret;
1728 }
1729
1730 static void soft_offline_free_page(struct page *page)
1731 {
1732         struct page *head = compound_head(page);
1733
1734         if (!TestSetPageHWPoison(head)) {
1735                 num_poisoned_pages_inc();
1736                 if (PageHuge(head))
1737                         dissolve_free_huge_page(page);
1738         }
1739 }
1740
1741 /**
1742  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1743  * @page: page to offline
1744  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1745  *
1746  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1747  *
1748  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1749  * without killing anything. This is for the case when
1750  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1751  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1752  * out.
1753  *
1754  * The actual policy on when to do that is maintained by
1755  * user space.
1756  *
1757  * This should never impact any application or cause data loss,
1758  * however it might take some time.
1759  *
1760  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1761  * ``good enough'' for the majority of memory.
1762  */
1763 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1764 {
1765         int ret;
1766         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1767
1768         if (PageHWPoison(page)) {
1769                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1770                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1771                         put_hwpoison_page(page);
1772                 return -EBUSY;
1773         }
1774
1775         get_online_mems();
1776         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1777         put_online_mems();
1778
1779         if (ret > 0)
1780                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1781         else if (ret == 0)
1782                 soft_offline_free_page(page);
1783
1784         return ret;
1785 }