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