Merge tag 'mmc-v4.19-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/ulfh/mmc
[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/memremap.h>
59 #include <linux/kfifo.h>
60 #include <linux/ratelimit.h>
61 #include <linux/page-isolation.h>
62 #include "internal.h"
63 #include "ras/ras_event.h"
64
65 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
66
67 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
68
69 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
70
71 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
72
73 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
74 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
75 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
76 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
77 u64 hwpoison_filter_flags_value;
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
80 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
81 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
82 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
83
84 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
85 {
86         struct address_space *mapping;
87         dev_t dev;
88
89         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
90             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
91                 return 0;
92
93         /*
94          * page_mapping() does not accept slab pages.
95          */
96         if (PageSlab(p))
97                 return -EINVAL;
98
99         mapping = page_mapping(p);
100         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
101                 return -EINVAL;
102
103         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
104         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
105             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
106                 return -EINVAL;
107         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
108             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
109                 return -EINVAL;
110
111         return 0;
112 }
113
114 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
115 {
116         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
117                 return 0;
118
119         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
120                                     hwpoison_filter_flags_value)
121                 return 0;
122         else
123                 return -EINVAL;
124 }
125
126 /*
127  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
128  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
129  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
130  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
131  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
132  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
133  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
134  * a freed page.
135  */
136 #ifdef CONFIG_MEMCG
137 u64 hwpoison_filter_memcg;
138 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
139 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
140 {
141         if (!hwpoison_filter_memcg)
142                 return 0;
143
144         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
145                 return -EINVAL;
146
147         return 0;
148 }
149 #else
150 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
151 #endif
152
153 int hwpoison_filter(struct page *p)
154 {
155         if (!hwpoison_filter_enable)
156                 return 0;
157
158         if (hwpoison_filter_dev(p))
159                 return -EINVAL;
160
161         if (hwpoison_filter_flags(p))
162                 return -EINVAL;
163
164         if (hwpoison_filter_task(p))
165                 return -EINVAL;
166
167         return 0;
168 }
169 #else
170 int hwpoison_filter(struct page *p)
171 {
172         return 0;
173 }
174 #endif
175
176 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
177
178 /*
179  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
180  * the page.
181  *
182  * General strategy:
183  * Find all processes having the page mapped and kill them.
184  * But we keep a page reference around so that the page is not
185  * actually freed yet.
186  * Then stash the page away
187  *
188  * There's no convenient way to get back to mapped processes
189  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
190  * running processes.
191  *
192  * Remember that machine checks are not common (or rather
193  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
194  * be a performance issue.
195  *
196  * Also there are some races possible while we get from the
197  * error detection to actually handle it.
198  */
199
200 struct to_kill {
201         struct list_head nd;
202         struct task_struct *tsk;
203         unsigned long addr;
204         short size_shift;
205         char addr_valid;
206 };
207
208 /*
209  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
210  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
211  * ``action required'' if error happened in current execution context
212  */
213 static int kill_proc(struct to_kill *tk, unsigned long pfn, int flags)
214 {
215         struct task_struct *t = tk->tsk;
216         short addr_lsb = tk->size_shift;
217         int ret;
218
219         pr_err("Memory failure: %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
220                 pfn, t->comm, t->pid);
221
222         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
223                 ret = force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)tk->addr,
224                                        addr_lsb, current);
225         } else {
226                 /*
227                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
228                  * can be temporarily blocked.
229                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
230                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
231                  */
232                 ret = send_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AO, (void __user *)tk->addr,
233                                       addr_lsb, t);  /* synchronous? */
234         }
235         if (ret < 0)
236                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
237                         t->comm, t->pid, ret);
238         return ret;
239 }
240
241 /*
242  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
243  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
244  */
245 void shake_page(struct page *p, int access)
246 {
247         if (PageHuge(p))
248                 return;
249
250         if (!PageSlab(p)) {
251                 lru_add_drain_all();
252                 if (PageLRU(p))
253                         return;
254                 drain_all_pages(page_zone(p));
255                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
256                         return;
257         }
258
259         /*
260          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
261          * other caches) if access is not potentially fatal.
262          */
263         if (access)
264                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
265 }
266 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
267
268 static unsigned long dev_pagemap_mapping_shift(struct page *page,
269                 struct vm_area_struct *vma)
270 {
271         unsigned long address = vma_address(page, vma);
272         pgd_t *pgd;
273         p4d_t *p4d;
274         pud_t *pud;
275         pmd_t *pmd;
276         pte_t *pte;
277
278         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, address);
279         if (!pgd_present(*pgd))
280                 return 0;
281         p4d = p4d_offset(pgd, address);
282         if (!p4d_present(*p4d))
283                 return 0;
284         pud = pud_offset(p4d, address);
285         if (!pud_present(*pud))
286                 return 0;
287         if (pud_devmap(*pud))
288                 return PUD_SHIFT;
289         pmd = pmd_offset(pud, address);
290         if (!pmd_present(*pmd))
291                 return 0;
292         if (pmd_devmap(*pmd))
293                 return PMD_SHIFT;
294         pte = pte_offset_map(pmd, address);
295         if (!pte_present(*pte))
296                 return 0;
297         if (pte_devmap(*pte))
298                 return PAGE_SHIFT;
299         return 0;
300 }
301
302 /*
303  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
304  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
305  */
306
307 /*
308  * Schedule a process for later kill.
309  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
310  * TBD would GFP_NOIO be enough?
311  */
312 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
313                        struct vm_area_struct *vma,
314                        struct list_head *to_kill,
315                        struct to_kill **tkc)
316 {
317         struct to_kill *tk;
318
319         if (*tkc) {
320                 tk = *tkc;
321                 *tkc = NULL;
322         } else {
323                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
324                 if (!tk) {
325                         pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
326                         return;
327                 }
328         }
329         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
330         tk->addr_valid = 1;
331         if (is_zone_device_page(p))
332                 tk->size_shift = dev_pagemap_mapping_shift(p, vma);
333         else
334                 tk->size_shift = compound_order(compound_head(p)) + PAGE_SHIFT;
335
336         /*
337          * In theory we don't have to kill when the page was
338          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
339          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
340          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
341          */
342         if (tk->addr == -EFAULT || tk->size_shift == 0) {
343                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
344                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
345                 tk->addr_valid = 0;
346         }
347         get_task_struct(tsk);
348         tk->tsk = tsk;
349         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
350 }
351
352 /*
353  * Kill the processes that have been collected earlier.
354  *
355  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
356  * (this is used for clean pages which do not need killing)
357  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
358  * wrong earlier.
359  */
360 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, bool fail,
361                 unsigned long pfn, int flags)
362 {
363         struct to_kill *tk, *next;
364
365         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
366                 if (forcekill) {
367                         /*
368                          * In case something went wrong with munmapping
369                          * make sure the process doesn't catch the
370                          * signal and then access the memory. Just kill it.
371                          */
372                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
373                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
374                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
375                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
376                         }
377
378                         /*
379                          * In theory the process could have mapped
380                          * something else on the address in-between. We could
381                          * check for that, but we need to tell the
382                          * process anyways.
383                          */
384                         else if (kill_proc(tk, pfn, flags) < 0)
385                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
386                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
387                 }
388                 put_task_struct(tk->tsk);
389                 kfree(tk);
390         }
391 }
392
393 /*
394  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
395  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
396  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
397  *
398  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
399  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
400  */
401 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
402 {
403         struct task_struct *t;
404
405         for_each_thread(tsk, t)
406                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
407                         return t;
408         return NULL;
409 }
410
411 /*
412  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
413  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
414  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
415  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
416  */
417 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
418                                            int force_early)
419 {
420         struct task_struct *t;
421         if (!tsk->mm)
422                 return NULL;
423         if (force_early)
424                 return tsk;
425         t = find_early_kill_thread(tsk);
426         if (t)
427                 return t;
428         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
429                 return tsk;
430         return NULL;
431 }
432
433 /*
434  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
435  */
436 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
437                               struct to_kill **tkc, int force_early)
438 {
439         struct vm_area_struct *vma;
440         struct task_struct *tsk;
441         struct anon_vma *av;
442         pgoff_t pgoff;
443
444         av = page_lock_anon_vma_read(page);
445         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
446                 return;
447
448         pgoff = page_to_pgoff(page);
449         read_lock(&tasklist_lock);
450         for_each_process (tsk) {
451                 struct anon_vma_chain *vmac;
452                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
453
454                 if (!t)
455                         continue;
456                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
457                                                pgoff, pgoff) {
458                         vma = vmac->vma;
459                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
460                                 continue;
461                         if (vma->vm_mm == t->mm)
462                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
463                 }
464         }
465         read_unlock(&tasklist_lock);
466         page_unlock_anon_vma_read(av);
467 }
468
469 /*
470  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
471  */
472 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
473                               struct to_kill **tkc, int force_early)
474 {
475         struct vm_area_struct *vma;
476         struct task_struct *tsk;
477         struct address_space *mapping = page->mapping;
478
479         i_mmap_lock_read(mapping);
480         read_lock(&tasklist_lock);
481         for_each_process(tsk) {
482                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
483                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
484
485                 if (!t)
486                         continue;
487                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
488                                       pgoff) {
489                         /*
490                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
491                          * the page but the corrupted page is not necessarily
492                          * mapped it in its pte.
493                          * Assume applications who requested early kill want
494                          * to be informed of all such data corruptions.
495                          */
496                         if (vma->vm_mm == t->mm)
497                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
498                 }
499         }
500         read_unlock(&tasklist_lock);
501         i_mmap_unlock_read(mapping);
502 }
503
504 /*
505  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
506  * This is done in two steps for locking reasons.
507  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
508  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
509  */
510 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
511                                 int force_early)
512 {
513         struct to_kill *tk;
514
515         if (!page->mapping)
516                 return;
517
518         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
519         if (!tk)
520                 return;
521         if (PageAnon(page))
522                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
523         else
524                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
525         kfree(tk);
526 }
527
528 static const char *action_name[] = {
529         [MF_IGNORED] = "Ignored",
530         [MF_FAILED] = "Failed",
531         [MF_DELAYED] = "Delayed",
532         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
533 };
534
535 static const char * const action_page_types[] = {
536         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
537         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
538         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
539         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
540         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
541         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
542         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
543         [MF_MSG_NON_PMD_HUGE]           = "non-pmd-sized huge page",
544         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
545         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
546         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
547         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
548         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
549         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
550         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
551         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
552         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
553         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
554         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
555         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
556         [MF_MSG_DAX]                    = "dax page",
557         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
558 };
559
560 /*
561  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
562  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
563  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
564  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
565  */
566 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
567 {
568         if (!isolate_lru_page(p)) {
569                 /*
570                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
571                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
572                  */
573                 ClearPageActive(p);
574                 ClearPageUnevictable(p);
575
576                 /*
577                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
578                  * to uncharge it manually from its memcg.
579                  */
580                 mem_cgroup_uncharge(p);
581
582                 /*
583                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
584                  */
585                 put_page(p);
586                 return 0;
587         }
588         return -EIO;
589 }
590
591 static int truncate_error_page(struct page *p, unsigned long pfn,
592                                 struct address_space *mapping)
593 {
594         int ret = MF_FAILED;
595
596         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
597                 int err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
598
599                 if (err != 0) {
600                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
601                                 pfn, err);
602                 } else if (page_has_private(p) &&
603                            !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
604                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
605                                 pfn);
606                 } else {
607                         ret = MF_RECOVERED;
608                 }
609         } else {
610                 /*
611                  * If the file system doesn't support it just invalidate
612                  * This fails on dirty or anything with private pages
613                  */
614                 if (invalidate_inode_page(p))
615                         ret = MF_RECOVERED;
616                 else
617                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
618                                 pfn);
619         }
620
621         return ret;
622 }
623
624 /*
625  * Error hit kernel page.
626  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
627  * could be more sophisticated.
628  */
629 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
630 {
631         return MF_IGNORED;
632 }
633
634 /*
635  * Page in unknown state. Do nothing.
636  */
637 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
638 {
639         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
640         return MF_FAILED;
641 }
642
643 /*
644  * Clean (or cleaned) page cache page.
645  */
646 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
647 {
648         struct address_space *mapping;
649
650         delete_from_lru_cache(p);
651
652         /*
653          * For anonymous pages we're done the only reference left
654          * should be the one m_f() holds.
655          */
656         if (PageAnon(p))
657                 return MF_RECOVERED;
658
659         /*
660          * Now truncate the page in the page cache. This is really
661          * more like a "temporary hole punch"
662          * Don't do this for block devices when someone else
663          * has a reference, because it could be file system metadata
664          * and that's not safe to truncate.
665          */
666         mapping = page_mapping(p);
667         if (!mapping) {
668                 /*
669                  * Page has been teared down in the meanwhile
670                  */
671                 return MF_FAILED;
672         }
673
674         /*
675          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
676          *
677          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
678          */
679         return truncate_error_page(p, pfn, mapping);
680 }
681
682 /*
683  * Dirty pagecache page
684  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
685  * propagated.
686  */
687 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
688 {
689         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
690
691         SetPageError(p);
692         /* TBD: print more information about the file. */
693         if (mapping) {
694                 /*
695                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
696                  * who check the mapping.
697                  * This way the application knows that something went
698                  * wrong with its dirty file data.
699                  *
700                  * There's one open issue:
701                  *
702                  * The EIO will be only reported on the next IO
703                  * operation and then cleared through the IO map.
704                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
705                  * first through the AS_EIO flag in the address space
706                  * and then through the PageError flag in the page.
707                  * Since we drop pages on memory failure handling the
708                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
709                  *
710                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
711                  * the first operation that returns an error, while
712                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
713                  * when the page is reread or dropped.  If an
714                  * application assumes it will always get error on
715                  * fsync, but does other operations on the fd before
716                  * and the page is dropped between then the error
717                  * will not be properly reported.
718                  *
719                  * This can already happen even without hwpoisoned
720                  * pages: first on metadata IO errors (which only
721                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
722                  * at the wrong time.
723                  *
724                  * So right now we assume that the application DTRT on
725                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
726                  * of the kernel.
727                  */
728                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
729         }
730
731         return me_pagecache_clean(p, pfn);
732 }
733
734 /*
735  * Clean and dirty swap cache.
736  *
737  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
738  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
739  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
740  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
741  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
742  * and then
743  *      - clear dirty bit to prevent IO
744  *      - remove from LRU
745  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
746  *        a later page fault, we know the application is accessing
747  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
748  *        interception code in do_swap_page to catch it).
749  *
750  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
751  * bring in the known good data from disk.
752  */
753 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
754 {
755         ClearPageDirty(p);
756         /* Trigger EIO in shmem: */
757         ClearPageUptodate(p);
758
759         if (!delete_from_lru_cache(p))
760                 return MF_DELAYED;
761         else
762                 return MF_FAILED;
763 }
764
765 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
766 {
767         delete_from_swap_cache(p);
768
769         if (!delete_from_lru_cache(p))
770                 return MF_RECOVERED;
771         else
772                 return MF_FAILED;
773 }
774
775 /*
776  * Huge pages. Needs work.
777  * Issues:
778  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
779  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
780  */
781 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
782 {
783         int res = 0;
784         struct page *hpage = compound_head(p);
785         struct address_space *mapping;
786
787         if (!PageHuge(hpage))
788                 return MF_DELAYED;
789
790         mapping = page_mapping(hpage);
791         if (mapping) {
792                 res = truncate_error_page(hpage, pfn, mapping);
793         } else {
794                 unlock_page(hpage);
795                 /*
796                  * migration entry prevents later access on error anonymous
797                  * hugepage, so we can free and dissolve it into buddy to
798                  * save healthy subpages.
799                  */
800                 if (PageAnon(hpage))
801                         put_page(hpage);
802                 dissolve_free_huge_page(p);
803                 res = MF_RECOVERED;
804                 lock_page(hpage);
805         }
806
807         return res;
808 }
809
810 /*
811  * Various page states we can handle.
812  *
813  * A page state is defined by its current page->flags bits.
814  * The table matches them in order and calls the right handler.
815  *
816  * This is quite tricky because we can access page at any time
817  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
818  *
819  * This is not complete. More states could be added.
820  * For any missing state don't attempt recovery.
821  */
822
823 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
824 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
825 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
826 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
827 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
828 #define lru             (1UL << PG_lru)
829 #define head            (1UL << PG_head)
830 #define slab            (1UL << PG_slab)
831 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
832
833 static struct page_state {
834         unsigned long mask;
835         unsigned long res;
836         enum mf_action_page_type type;
837         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
838 } error_states[] = {
839         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
840         /*
841          * free pages are specially detected outside this table:
842          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
843          */
844
845         /*
846          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
847          * currently unused objects without touching them. But just
848          * treat it as standard kernel for now.
849          */
850         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
851
852         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
853
854         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
855         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
856
857         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
858         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
859
860         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
861         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
862
863         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
864         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
865
866         /*
867          * Catchall entry: must be at end.
868          */
869         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
870 };
871
872 #undef dirty
873 #undef sc
874 #undef unevict
875 #undef mlock
876 #undef writeback
877 #undef lru
878 #undef head
879 #undef slab
880 #undef reserved
881
882 /*
883  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
884  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
885  */
886 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
887                           enum mf_result result)
888 {
889         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
890
891         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
892                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
893 }
894
895 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
896                         unsigned long pfn)
897 {
898         int result;
899         int count;
900
901         result = ps->action(p, pfn);
902
903         count = page_count(p) - 1;
904         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
905                 count--;
906         if (count > 0) {
907                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
908                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
909                 result = MF_FAILED;
910         }
911         action_result(pfn, ps->type, result);
912
913         /* Could do more checks here if page looks ok */
914         /*
915          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
916          */
917
918         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
919 }
920
921 /**
922  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
923  * @page:       raw error page (hit by memory error)
924  *
925  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
926  * non-zero value.)
927  */
928 int get_hwpoison_page(struct page *page)
929 {
930         struct page *head = compound_head(page);
931
932         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
933                 /*
934                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
935                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
936                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
937                  * tries to touch the "partially handled" page.
938                  */
939                 if (!PageAnon(head)) {
940                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
941                                 page_to_pfn(page));
942                         return 0;
943                 }
944         }
945
946         if (get_page_unless_zero(head)) {
947                 if (head == compound_head(page))
948                         return 1;
949
950                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
951                         page_to_pfn(page));
952                 put_page(head);
953         }
954
955         return 0;
956 }
957 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
958
959 /*
960  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
961  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
962  */
963 static bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
964                                   int flags, struct page **hpagep)
965 {
966         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
967         struct address_space *mapping;
968         LIST_HEAD(tokill);
969         bool unmap_success;
970         int kill = 1, forcekill;
971         struct page *hpage = *hpagep;
972         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
973
974         /*
975          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
976          * other types of pages.
977          */
978         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
979                 return true;
980         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
981                 return true;
982
983         /*
984          * This check implies we don't kill processes if their pages
985          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
986          */
987         if (!page_mapped(hpage))
988                 return true;
989
990         if (PageKsm(p)) {
991                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
992                 return false;
993         }
994
995         if (PageSwapCache(p)) {
996                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
997                         pfn);
998                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
999         }
1000
1001         /*
1002          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
1003          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
1004          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
1005          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
1006          */
1007         mapping = page_mapping(hpage);
1008         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
1009             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
1010                 if (page_mkclean(hpage)) {
1011                         SetPageDirty(hpage);
1012                 } else {
1013                         kill = 0;
1014                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1015                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
1016                                 pfn);
1017                 }
1018         }
1019
1020         /*
1021          * First collect all the processes that have the page
1022          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1023          * because ttu takes the rmap data structures down.
1024          *
1025          * Error handling: We ignore errors here because
1026          * there's nothing that can be done.
1027          */
1028         if (kill)
1029                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1030
1031         unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
1032         if (!unmap_success)
1033                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1034                        pfn, page_mapcount(hpage));
1035
1036         /*
1037          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
1038          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
1039          */
1040         if (mlocked)
1041                 shake_page(hpage, 0);
1042
1043         /*
1044          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1045          * struct page and all unmaps done we can decide if
1046          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1047          * was dirty or the process is not restartable,
1048          * otherwise the tokill list is merely
1049          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1050          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1051          * any accesses to the poisoned memory.
1052          */
1053         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1054         kill_procs(&tokill, forcekill, !unmap_success, pfn, flags);
1055
1056         return unmap_success;
1057 }
1058
1059 static int identify_page_state(unsigned long pfn, struct page *p,
1060                                 unsigned long page_flags)
1061 {
1062         struct page_state *ps;
1063
1064         /*
1065          * The first check uses the current page flags which may not have any
1066          * relevant information. The second check with the saved page flags is
1067          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1068          */
1069         for (ps = error_states;; ps++)
1070                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1071                         break;
1072
1073         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1074
1075         if (!ps->mask)
1076                 for (ps = error_states;; ps++)
1077                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1078                                 break;
1079         return page_action(ps, p, pfn);
1080 }
1081
1082 static int memory_failure_hugetlb(unsigned long pfn, int flags)
1083 {
1084         struct page *p = pfn_to_page(pfn);
1085         struct page *head = compound_head(p);
1086         int res;
1087         unsigned long page_flags;
1088
1089         if (TestSetPageHWPoison(head)) {
1090                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1091                        pfn);
1092                 return 0;
1093         }
1094
1095         num_poisoned_pages_inc();
1096
1097         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1098                 /*
1099                  * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1100                  */
1101                 lock_page(head);
1102                 if (PageHWPoison(head)) {
1103                         if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1104                             || (p != head && TestSetPageHWPoison(head))) {
1105                                 num_poisoned_pages_dec();
1106                                 unlock_page(head);
1107                                 return 0;
1108                         }
1109                 }
1110                 unlock_page(head);
1111                 dissolve_free_huge_page(p);
1112                 action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE, MF_DELAYED);
1113                 return 0;
1114         }
1115
1116         lock_page(head);
1117         page_flags = head->flags;
1118
1119         if (!PageHWPoison(head)) {
1120                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1121                 num_poisoned_pages_dec();
1122                 unlock_page(head);
1123                 put_hwpoison_page(head);
1124                 return 0;
1125         }
1126
1127         /*
1128          * TODO: hwpoison for pud-sized hugetlb doesn't work right now, so
1129          * simply disable it. In order to make it work properly, we need
1130          * make sure that:
1131          *  - conversion of a pud that maps an error hugetlb into hwpoison
1132          *    entry properly works, and
1133          *  - other mm code walking over page table is aware of pud-aligned
1134          *    hwpoison entries.
1135          */
1136         if (huge_page_size(page_hstate(head)) > PMD_SIZE) {
1137                 action_result(pfn, MF_MSG_NON_PMD_HUGE, MF_IGNORED);
1138                 res = -EBUSY;
1139                 goto out;
1140         }
1141
1142         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &head)) {
1143                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1144                 res = -EBUSY;
1145                 goto out;
1146         }
1147
1148         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1149 out:
1150         unlock_page(head);
1151         return res;
1152 }
1153
1154 static int memory_failure_dev_pagemap(unsigned long pfn, int flags,
1155                 struct dev_pagemap *pgmap)
1156 {
1157         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1158         const bool unmap_success = true;
1159         unsigned long size = 0;
1160         struct to_kill *tk;
1161         LIST_HEAD(tokill);
1162         int rc = -EBUSY;
1163         loff_t start;
1164
1165         /*
1166          * Prevent the inode from being freed while we are interrogating
1167          * the address_space, typically this would be handled by
1168          * lock_page(), but dax pages do not use the page lock. This
1169          * also prevents changes to the mapping of this pfn until
1170          * poison signaling is complete.
1171          */
1172         if (!dax_lock_mapping_entry(page))
1173                 goto out;
1174
1175         if (hwpoison_filter(page)) {
1176                 rc = 0;
1177                 goto unlock;
1178         }
1179
1180         switch (pgmap->type) {
1181         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1182         case MEMORY_DEVICE_PUBLIC:
1183                 /*
1184                  * TODO: Handle HMM pages which may need coordination
1185                  * with device-side memory.
1186                  */
1187                 goto unlock;
1188         default:
1189                 break;
1190         }
1191
1192         /*
1193          * Use this flag as an indication that the dax page has been
1194          * remapped UC to prevent speculative consumption of poison.
1195          */
1196         SetPageHWPoison(page);
1197
1198         /*
1199          * Unlike System-RAM there is no possibility to swap in a
1200          * different physical page at a given virtual address, so all
1201          * userspace consumption of ZONE_DEVICE memory necessitates
1202          * SIGBUS (i.e. MF_MUST_KILL)
1203          */
1204         flags |= MF_ACTION_REQUIRED | MF_MUST_KILL;
1205         collect_procs(page, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1206
1207         list_for_each_entry(tk, &tokill, nd)
1208                 if (tk->size_shift)
1209                         size = max(size, 1UL << tk->size_shift);
1210         if (size) {
1211                 /*
1212                  * Unmap the largest mapping to avoid breaking up
1213                  * device-dax mappings which are constant size. The
1214                  * actual size of the mapping being torn down is
1215                  * communicated in siginfo, see kill_proc()
1216                  */
1217                 start = (page->index << PAGE_SHIFT) & ~(size - 1);
1218                 unmap_mapping_range(page->mapping, start, start + size, 0);
1219         }
1220         kill_procs(&tokill, flags & MF_MUST_KILL, !unmap_success, pfn, flags);
1221         rc = 0;
1222 unlock:
1223         dax_unlock_mapping_entry(page);
1224 out:
1225         /* drop pgmap ref acquired in caller */
1226         put_dev_pagemap(pgmap);
1227         action_result(pfn, MF_MSG_DAX, rc ? MF_FAILED : MF_RECOVERED);
1228         return rc;
1229 }
1230
1231 /**
1232  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1233  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1234  * @flags: fine tune action taken
1235  *
1236  * This function is called by the low level machine check code
1237  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1238  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1239  * dropping pages, killing processes etc.
1240  *
1241  * The function is primarily of use for corruptions that
1242  * happen outside the current execution context (e.g. when
1243  * detected by a background scrubber)
1244  *
1245  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1246  * enabled and no spinlocks hold.
1247  */
1248 int memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
1249 {
1250         struct page *p;
1251         struct page *hpage;
1252         struct page *orig_head;
1253         struct dev_pagemap *pgmap;
1254         int res;
1255         unsigned long page_flags;
1256
1257         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1258                 panic("Memory failure on page %lx", pfn);
1259
1260         if (!pfn_valid(pfn)) {
1261                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1262                         pfn);
1263                 return -ENXIO;
1264         }
1265
1266         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
1267         if (pgmap)
1268                 return memory_failure_dev_pagemap(pfn, flags, pgmap);
1269
1270         p = pfn_to_page(pfn);
1271         if (PageHuge(p))
1272                 return memory_failure_hugetlb(pfn, flags);
1273         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1274                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1275                         pfn);
1276                 return 0;
1277         }
1278
1279         orig_head = hpage = compound_head(p);
1280         num_poisoned_pages_inc();
1281
1282         /*
1283          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1284          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1285          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1286          * 2) it's part of a non-compound high order page.
1287          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1288          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1289          *    used and will be freed some time later.
1290          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1291          * that may make page_ref_freeze()/page_ref_unfreeze() mismatch.
1292          */
1293         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1294                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1295                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1296                         return 0;
1297                 } else {
1298                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1299                         return -EBUSY;
1300                 }
1301         }
1302
1303         if (PageTransHuge(hpage)) {
1304                 lock_page(p);
1305                 if (!PageAnon(p) || unlikely(split_huge_page(p))) {
1306                         unlock_page(p);
1307                         if (!PageAnon(p))
1308                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1309                                         pfn);
1310                         else
1311                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1312                                         pfn);
1313                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1314                                 num_poisoned_pages_dec();
1315                         put_hwpoison_page(p);
1316                         return -EBUSY;
1317                 }
1318                 unlock_page(p);
1319                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1320                 hpage = compound_head(p);
1321         }
1322
1323         /*
1324          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1325          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1326          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1327          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1328          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1329          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1330          */
1331         shake_page(p, 0);
1332         /* shake_page could have turned it free. */
1333         if (!PageLRU(p) && is_free_buddy_page(p)) {
1334                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1335                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1336                 else
1337                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND, MF_DELAYED);
1338                 return 0;
1339         }
1340
1341         lock_page(p);
1342
1343         /*
1344          * The page could have changed compound pages during the locking.
1345          * If this happens just bail out.
1346          */
1347         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1348                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1349                 res = -EBUSY;
1350                 goto out;
1351         }
1352
1353         /*
1354          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1355          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1356          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1357          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1358          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1359          */
1360         if (PageHuge(p))
1361                 page_flags = hpage->flags;
1362         else
1363                 page_flags = p->flags;
1364
1365         /*
1366          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1367          */
1368         if (!PageHWPoison(p)) {
1369                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1370                 num_poisoned_pages_dec();
1371                 unlock_page(p);
1372                 put_hwpoison_page(p);
1373                 return 0;
1374         }
1375         if (hwpoison_filter(p)) {
1376                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1377                         num_poisoned_pages_dec();
1378                 unlock_page(p);
1379                 put_hwpoison_page(p);
1380                 return 0;
1381         }
1382
1383         if (!PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1384                 goto identify_page_state;
1385
1386         /*
1387          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1388          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1389          */
1390         wait_on_page_writeback(p);
1391
1392         /*
1393          * Now take care of user space mappings.
1394          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1395          *
1396          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1397          * page after thp split.
1398          */
1399         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &hpage)) {
1400                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1401                 res = -EBUSY;
1402                 goto out;
1403         }
1404
1405         /*
1406          * Torn down by someone else?
1407          */
1408         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1409                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1410                 res = -EBUSY;
1411                 goto out;
1412         }
1413
1414 identify_page_state:
1415         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1416 out:
1417         unlock_page(p);
1418         return res;
1419 }
1420 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1421
1422 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1423 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1424
1425 struct memory_failure_entry {
1426         unsigned long pfn;
1427         int flags;
1428 };
1429
1430 struct memory_failure_cpu {
1431         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1432                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1433         spinlock_t lock;
1434         struct work_struct work;
1435 };
1436
1437 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1438
1439 /**
1440  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1441  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1442  * @flags: Flags for memory failure handling
1443  *
1444  * This function is called by the low level hardware error handler
1445  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1446  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1447  * processes etc.
1448  *
1449  * The function is primarily of use for corruptions that
1450  * happen outside the current execution context (e.g. when
1451  * detected by a background scrubber)
1452  *
1453  * Can run in IRQ context.
1454  */
1455 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
1456 {
1457         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1458         unsigned long proc_flags;
1459         struct memory_failure_entry entry = {
1460                 .pfn =          pfn,
1461                 .flags =        flags,
1462         };
1463
1464         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1465         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1466         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1467                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1468         else
1469                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1470                        pfn);
1471         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1472         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1473 }
1474 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1475
1476 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1477 {
1478         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1479         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1480         unsigned long proc_flags;
1481         int gotten;
1482
1483         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1484         for (;;) {
1485                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1486                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1487                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1488                 if (!gotten)
1489                         break;
1490                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1491                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1492                 else
1493                         memory_failure(entry.pfn, entry.flags);
1494         }
1495 }
1496
1497 static int __init memory_failure_init(void)
1498 {
1499         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1500         int cpu;
1501
1502         for_each_possible_cpu(cpu) {
1503                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1504                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1505                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1506                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1507         }
1508
1509         return 0;
1510 }
1511 core_initcall(memory_failure_init);
1512
1513 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1514 ({                                                      \
1515         if (__ratelimit(rs))                            \
1516                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1517 })
1518
1519 /**
1520  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1521  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1522  *
1523  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1524  * memory_failure() earlier.
1525  *
1526  * This is only done on the software-level, so it only works
1527  * for linux injected failures, not real hardware failures
1528  *
1529  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1530  */
1531 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1532 {
1533         struct page *page;
1534         struct page *p;
1535         int freeit = 0;
1536         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1537                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1538
1539         if (!pfn_valid(pfn))
1540                 return -ENXIO;
1541
1542         p = pfn_to_page(pfn);
1543         page = compound_head(p);
1544
1545         if (!PageHWPoison(p)) {
1546                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1547                                  pfn, &unpoison_rs);
1548                 return 0;
1549         }
1550
1551         if (page_count(page) > 1) {
1552                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1553                                  pfn, &unpoison_rs);
1554                 return 0;
1555         }
1556
1557         if (page_mapped(page)) {
1558                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1559                                  pfn, &unpoison_rs);
1560                 return 0;
1561         }
1562
1563         if (page_mapping(page)) {
1564                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1565                                  pfn, &unpoison_rs);
1566                 return 0;
1567         }
1568
1569         /*
1570          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1571          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1572          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1573          */
1574         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1575                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1576                                  pfn, &unpoison_rs);
1577                 return 0;
1578         }
1579
1580         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1581                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1582                         num_poisoned_pages_dec();
1583                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1584                                  pfn, &unpoison_rs);
1585                 return 0;
1586         }
1587
1588         lock_page(page);
1589         /*
1590          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1591          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1592          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1593          * the free buddy page pool.
1594          */
1595         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1596                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1597                                  pfn, &unpoison_rs);
1598                 num_poisoned_pages_dec();
1599                 freeit = 1;
1600         }
1601         unlock_page(page);
1602
1603         put_hwpoison_page(page);
1604         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1605                 put_hwpoison_page(page);
1606
1607         return 0;
1608 }
1609 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1610
1611 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private)
1612 {
1613         int nid = page_to_nid(p);
1614
1615         return new_page_nodemask(p, nid, &node_states[N_MEMORY]);
1616 }
1617
1618 /*
1619  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1620  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1621  * that is not free, and 1 for any other page type.
1622  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1623  */
1624 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1625 {
1626         int ret;
1627
1628         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1629                 return 1;
1630
1631         /*
1632          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1633          * from free hugepage list.
1634          */
1635         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1636                 if (PageHuge(p)) {
1637                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1638                         ret = 0;
1639                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1640                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1641                         ret = 0;
1642                 } else {
1643                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1644                                 __func__, pfn, p->flags);
1645                         ret = -EIO;
1646                 }
1647         } else {
1648                 /* Not a free page */
1649                 ret = 1;
1650         }
1651         return ret;
1652 }
1653
1654 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1655 {
1656         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1657
1658         if (ret == 1 && !PageHuge(page) &&
1659             !PageLRU(page) && !__PageMovable(page)) {
1660                 /*
1661                  * Try to free it.
1662                  */
1663                 put_hwpoison_page(page);
1664                 shake_page(page, 1);
1665
1666                 /*
1667                  * Did it turn free?
1668                  */
1669                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1670                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1671                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1672                         put_hwpoison_page(page);
1673                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx (%pGp)\n",
1674                                 pfn, page->flags, &page->flags);
1675                         return -EIO;
1676                 }
1677         }
1678         return ret;
1679 }
1680
1681 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1682 {
1683         int ret;
1684         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1685         struct page *hpage = compound_head(page);
1686         LIST_HEAD(pagelist);
1687
1688         /*
1689          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1690          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1691          */
1692         lock_page(hpage);
1693         if (PageHWPoison(hpage)) {
1694                 unlock_page(hpage);
1695                 put_hwpoison_page(hpage);
1696                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1697                 return -EBUSY;
1698         }
1699         unlock_page(hpage);
1700
1701         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1702         /*
1703          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1704          * so need to drop one here.
1705          */
1706         put_hwpoison_page(hpage);
1707         if (!ret) {
1708                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1709                 return -EBUSY;
1710         }
1711
1712         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1713                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1714         if (ret) {
1715                 pr_info("soft offline: %#lx: hugepage migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1716                         pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1717                 if (!list_empty(&pagelist))
1718                         putback_movable_pages(&pagelist);
1719                 if (ret > 0)
1720                         ret = -EIO;
1721         } else {
1722                 /*
1723                  * We set PG_hwpoison only when the migration source hugepage
1724                  * was successfully dissolved, because otherwise hwpoisoned
1725                  * hugepage remains on free hugepage list, then userspace will
1726                  * find it as SIGBUS by allocation failure. That's not expected
1727                  * in soft-offlining.
1728                  */
1729                 ret = dissolve_free_huge_page(page);
1730                 if (!ret) {
1731                         if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1732                                 num_poisoned_pages_inc();
1733                 }
1734         }
1735         return ret;
1736 }
1737
1738 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1739 {
1740         int ret;
1741         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1742
1743         /*
1744          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1745          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1746          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1747          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1748          */
1749         lock_page(page);
1750         wait_on_page_writeback(page);
1751         if (PageHWPoison(page)) {
1752                 unlock_page(page);
1753                 put_hwpoison_page(page);
1754                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1755                 return -EBUSY;
1756         }
1757         /*
1758          * Try to invalidate first. This should work for
1759          * non dirty unmapped page cache pages.
1760          */
1761         ret = invalidate_inode_page(page);
1762         unlock_page(page);
1763         /*
1764          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1765          * would need to fix isolation locking first.
1766          */
1767         if (ret == 1) {
1768                 put_hwpoison_page(page);
1769                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1770                 SetPageHWPoison(page);
1771                 num_poisoned_pages_inc();
1772                 return 0;
1773         }
1774
1775         /*
1776          * Simple invalidation didn't work.
1777          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1778          * handles a large number of cases for us.
1779          */
1780         if (PageLRU(page))
1781                 ret = isolate_lru_page(page);
1782         else
1783                 ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1784         /*
1785          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1786          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1787          */
1788         put_hwpoison_page(page);
1789         if (!ret) {
1790                 LIST_HEAD(pagelist);
1791                 /*
1792                  * After isolated lru page, the PageLRU will be cleared,
1793                  * so use !__PageMovable instead for LRU page's mapping
1794                  * cannot have PAGE_MAPPING_MOVABLE.
1795                  */
1796                 if (!__PageMovable(page))
1797                         inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1798                                                 page_is_file_cache(page));
1799                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1800                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1801                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1802                 if (ret) {
1803                         if (!list_empty(&pagelist))
1804                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1805
1806                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1807                                 pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1808                         if (ret > 0)
1809                                 ret = -EIO;
1810                 }
1811         } else {
1812                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx (%pGp)\n",
1813                         pfn, ret, page_count(page), page->flags, &page->flags);
1814         }
1815         return ret;
1816 }
1817
1818 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1819 {
1820         int ret;
1821         int mt;
1822         struct page *hpage = compound_head(page);
1823
1824         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1825                 lock_page(hpage);
1826                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1827                         unlock_page(hpage);
1828                         if (!PageAnon(hpage))
1829                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1830                         else
1831                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1832                         put_hwpoison_page(hpage);
1833                         return -EBUSY;
1834                 }
1835                 unlock_page(hpage);
1836                 get_hwpoison_page(page);
1837                 put_hwpoison_page(hpage);
1838         }
1839
1840         /*
1841          * Setting MIGRATE_ISOLATE here ensures that the page will be linked
1842          * to free list immediately (not via pcplist) when released after
1843          * successful page migration. Otherwise we can't guarantee that the
1844          * page is really free after put_page() returns, so
1845          * set_hwpoison_free_buddy_page() highly likely fails.
1846          */
1847         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1848         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
1849         if (PageHuge(page))
1850                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1851         else
1852                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1853         set_pageblock_migratetype(page, mt);
1854         return ret;
1855 }
1856
1857 static int soft_offline_free_page(struct page *page)
1858 {
1859         int rc = 0;
1860         struct page *head = compound_head(page);
1861
1862         if (PageHuge(head))
1863                 rc = dissolve_free_huge_page(page);
1864         if (!rc) {
1865                 if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1866                         num_poisoned_pages_inc();
1867                 else
1868                         rc = -EBUSY;
1869         }
1870         return rc;
1871 }
1872
1873 /**
1874  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1875  * @page: page to offline
1876  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1877  *
1878  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1879  *
1880  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1881  * without killing anything. This is for the case when
1882  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1883  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1884  * out.
1885  *
1886  * The actual policy on when to do that is maintained by
1887  * user space.
1888  *
1889  * This should never impact any application or cause data loss,
1890  * however it might take some time.
1891  *
1892  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1893  * ``good enough'' for the majority of memory.
1894  */
1895 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1896 {
1897         int ret;
1898         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1899
1900         if (is_zone_device_page(page)) {
1901                 pr_debug_ratelimited("soft_offline: %#lx page is device page\n",
1902                                 pfn);
1903                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1904                         put_page(page);
1905                 return -EIO;
1906         }
1907
1908         if (PageHWPoison(page)) {
1909                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1910                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1911                         put_hwpoison_page(page);
1912                 return -EBUSY;
1913         }
1914
1915         get_online_mems();
1916         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1917         put_online_mems();
1918
1919         if (ret > 0)
1920                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1921         else if (ret == 0)
1922                 ret = soft_offline_free_page(page);
1923
1924         return ret;
1925 }