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