4eeb0a864e45baff2137f92d6a1f47caaf11837a
[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 static int task_early_kill(struct task_struct *tsk, int force_early)
388 {
389         if (!tsk->mm)
390                 return 0;
391         if (force_early)
392                 return 1;
393         if (tsk->flags & PF_MCE_PROCESS)
394                 return !!(tsk->flags & PF_MCE_EARLY);
395         return sysctl_memory_failure_early_kill;
396 }
397
398 /*
399  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
400  */
401 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
402                               struct to_kill **tkc, int force_early)
403 {
404         struct vm_area_struct *vma;
405         struct task_struct *tsk;
406         struct anon_vma *av;
407         pgoff_t pgoff;
408
409         av = page_lock_anon_vma_read(page);
410         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
411                 return;
412
413         pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
414         read_lock(&tasklist_lock);
415         for_each_process (tsk) {
416                 struct anon_vma_chain *vmac;
417
418                 if (!task_early_kill(tsk, force_early))
419                         continue;
420                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
421                                                pgoff, pgoff) {
422                         vma = vmac->vma;
423                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
424                                 continue;
425                         if (vma->vm_mm == tsk->mm)
426                                 add_to_kill(tsk, page, vma, to_kill, tkc);
427                 }
428         }
429         read_unlock(&tasklist_lock);
430         page_unlock_anon_vma_read(av);
431 }
432
433 /*
434  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
435  */
436 static void collect_procs_file(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 address_space *mapping = page->mapping;
442
443         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
444         read_lock(&tasklist_lock);
445         for_each_process(tsk) {
446                 pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
447
448                 if (!task_early_kill(tsk, force_early))
449                         continue;
450
451                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
452                                       pgoff) {
453                         /*
454                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
455                          * the page but the corrupted page is not necessarily
456                          * mapped it in its pte.
457                          * Assume applications who requested early kill want
458                          * to be informed of all such data corruptions.
459                          */
460                         if (vma->vm_mm == tsk->mm)
461                                 add_to_kill(tsk, page, vma, to_kill, tkc);
462                 }
463         }
464         read_unlock(&tasklist_lock);
465         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
466 }
467
468 /*
469  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
470  * This is done in two steps for locking reasons.
471  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
472  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
473  */
474 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
475                                 int force_early)
476 {
477         struct to_kill *tk;
478
479         if (!page->mapping)
480                 return;
481
482         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
483         if (!tk)
484                 return;
485         if (PageAnon(page))
486                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
487         else
488                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
489         kfree(tk);
490 }
491
492 /*
493  * Error handlers for various types of pages.
494  */
495
496 enum outcome {
497         IGNORED,        /* Error: cannot be handled */
498         FAILED,         /* Error: handling failed */
499         DELAYED,        /* Will be handled later */
500         RECOVERED,      /* Successfully recovered */
501 };
502
503 static const char *action_name[] = {
504         [IGNORED] = "Ignored",
505         [FAILED] = "Failed",
506         [DELAYED] = "Delayed",
507         [RECOVERED] = "Recovered",
508 };
509
510 /*
511  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
512  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
513  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
514  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
515  */
516 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
517 {
518         if (!isolate_lru_page(p)) {
519                 /*
520                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
521                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
522                  */
523                 ClearPageActive(p);
524                 ClearPageUnevictable(p);
525                 /*
526                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
527                  */
528                 page_cache_release(p);
529                 return 0;
530         }
531         return -EIO;
532 }
533
534 /*
535  * Error hit kernel page.
536  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
537  * could be more sophisticated.
538  */
539 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
540 {
541         return IGNORED;
542 }
543
544 /*
545  * Page in unknown state. Do nothing.
546  */
547 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
548 {
549         printk(KERN_ERR "MCE %#lx: Unknown page state\n", pfn);
550         return FAILED;
551 }
552
553 /*
554  * Clean (or cleaned) page cache page.
555  */
556 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
557 {
558         int err;
559         int ret = FAILED;
560         struct address_space *mapping;
561
562         delete_from_lru_cache(p);
563
564         /*
565          * For anonymous pages we're done the only reference left
566          * should be the one m_f() holds.
567          */
568         if (PageAnon(p))
569                 return RECOVERED;
570
571         /*
572          * Now truncate the page in the page cache. This is really
573          * more like a "temporary hole punch"
574          * Don't do this for block devices when someone else
575          * has a reference, because it could be file system metadata
576          * and that's not safe to truncate.
577          */
578         mapping = page_mapping(p);
579         if (!mapping) {
580                 /*
581                  * Page has been teared down in the meanwhile
582                  */
583                 return FAILED;
584         }
585
586         /*
587          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
588          *
589          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
590          */
591         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
592                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
593                 if (err != 0) {
594                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to punch page: %d\n",
595                                         pfn, err);
596                 } else if (page_has_private(p) &&
597                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
598                         pr_info("MCE %#lx: failed to release buffers\n", pfn);
599                 } else {
600                         ret = RECOVERED;
601                 }
602         } else {
603                 /*
604                  * If the file system doesn't support it just invalidate
605                  * This fails on dirty or anything with private pages
606                  */
607                 if (invalidate_inode_page(p))
608                         ret = RECOVERED;
609                 else
610                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to invalidate\n",
611                                 pfn);
612         }
613         return ret;
614 }
615
616 /*
617  * Dirty pagecache page
618  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
619  * propagated.
620  */
621 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
622 {
623         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
624
625         SetPageError(p);
626         /* TBD: print more information about the file. */
627         if (mapping) {
628                 /*
629                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
630                  * who check the mapping.
631                  * This way the application knows that something went
632                  * wrong with its dirty file data.
633                  *
634                  * There's one open issue:
635                  *
636                  * The EIO will be only reported on the next IO
637                  * operation and then cleared through the IO map.
638                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
639                  * first through the AS_EIO flag in the address space
640                  * and then through the PageError flag in the page.
641                  * Since we drop pages on memory failure handling the
642                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
643                  *
644                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
645                  * the first operation that returns an error, while
646                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
647                  * when the page is reread or dropped.  If an
648                  * application assumes it will always get error on
649                  * fsync, but does other operations on the fd before
650                  * and the page is dropped between then the error
651                  * will not be properly reported.
652                  *
653                  * This can already happen even without hwpoisoned
654                  * pages: first on metadata IO errors (which only
655                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
656                  * at the wrong time.
657                  *
658                  * So right now we assume that the application DTRT on
659                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
660                  * of the kernel.
661                  */
662                 mapping_set_error(mapping, EIO);
663         }
664
665         return me_pagecache_clean(p, pfn);
666 }
667
668 /*
669  * Clean and dirty swap cache.
670  *
671  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
672  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
673  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
674  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
675  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
676  * and then
677  *      - clear dirty bit to prevent IO
678  *      - remove from LRU
679  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
680  *        a later page fault, we know the application is accessing
681  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
682  *        interception code in do_swap_page to catch it).
683  *
684  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
685  * bring in the known good data from disk.
686  */
687 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
688 {
689         ClearPageDirty(p);
690         /* Trigger EIO in shmem: */
691         ClearPageUptodate(p);
692
693         if (!delete_from_lru_cache(p))
694                 return DELAYED;
695         else
696                 return FAILED;
697 }
698
699 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
700 {
701         delete_from_swap_cache(p);
702
703         if (!delete_from_lru_cache(p))
704                 return RECOVERED;
705         else
706                 return FAILED;
707 }
708
709 /*
710  * Huge pages. Needs work.
711  * Issues:
712  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
713  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
714  */
715 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
716 {
717         int res = 0;
718         struct page *hpage = compound_head(p);
719         /*
720          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
721          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
722          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
723          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
724          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
725          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
726          * We assume that this function is called with page lock held,
727          * so there is no race between isolation and mapping/unmapping.
728          */
729         if (!(page_mapping(hpage) || PageAnon(hpage))) {
730                 res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
731                 if (!res)
732                         return RECOVERED;
733         }
734         return DELAYED;
735 }
736
737 /*
738  * Various page states we can handle.
739  *
740  * A page state is defined by its current page->flags bits.
741  * The table matches them in order and calls the right handler.
742  *
743  * This is quite tricky because we can access page at any time
744  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
745  *
746  * This is not complete. More states could be added.
747  * For any missing state don't attempt recovery.
748  */
749
750 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
751 #define sc              (1UL << PG_swapcache)
752 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
753 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
754 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
755 #define lru             (1UL << PG_lru)
756 #define swapbacked      (1UL << PG_swapbacked)
757 #define head            (1UL << PG_head)
758 #define tail            (1UL << PG_tail)
759 #define compound        (1UL << PG_compound)
760 #define slab            (1UL << PG_slab)
761 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
762
763 static struct page_state {
764         unsigned long mask;
765         unsigned long res;
766         char *msg;
767         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
768 } error_states[] = {
769         { reserved,     reserved,       "reserved kernel",      me_kernel },
770         /*
771          * free pages are specially detected outside this table:
772          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
773          */
774
775         /*
776          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
777          * currently unused objects without touching them. But just
778          * treat it as standard kernel for now.
779          */
780         { slab,         slab,           "kernel slab",  me_kernel },
781
782 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
783         { head,         head,           "huge",         me_huge_page },
784         { tail,         tail,           "huge",         me_huge_page },
785 #else
786         { compound,     compound,       "huge",         me_huge_page },
787 #endif
788
789         { sc|dirty,     sc|dirty,       "dirty swapcache",      me_swapcache_dirty },
790         { sc|dirty,     sc,             "clean swapcache",      me_swapcache_clean },
791
792         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    "dirty mlocked LRU",    me_pagecache_dirty },
793         { mlock|dirty,  mlock,          "clean mlocked LRU",    me_pagecache_clean },
794
795         { unevict|dirty, unevict|dirty, "dirty unevictable LRU", me_pagecache_dirty },
796         { unevict|dirty, unevict,       "clean unevictable LRU", me_pagecache_clean },
797
798         { lru|dirty,    lru|dirty,      "dirty LRU",    me_pagecache_dirty },
799         { lru|dirty,    lru,            "clean LRU",    me_pagecache_clean },
800
801         /*
802          * Catchall entry: must be at end.
803          */
804         { 0,            0,              "unknown page state",   me_unknown },
805 };
806
807 #undef dirty
808 #undef sc
809 #undef unevict
810 #undef mlock
811 #undef writeback
812 #undef lru
813 #undef swapbacked
814 #undef head
815 #undef tail
816 #undef compound
817 #undef slab
818 #undef reserved
819
820 /*
821  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
822  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
823  */
824 static void action_result(unsigned long pfn, char *msg, int result)
825 {
826         pr_err("MCE %#lx: %s page recovery: %s\n",
827                 pfn, msg, action_name[result]);
828 }
829
830 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
831                         unsigned long pfn)
832 {
833         int result;
834         int count;
835
836         result = ps->action(p, pfn);
837         action_result(pfn, ps->msg, result);
838
839         count = page_count(p) - 1;
840         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == DELAYED)
841                 count--;
842         if (count != 0) {
843                 printk(KERN_ERR
844                        "MCE %#lx: %s page still referenced by %d users\n",
845                        pfn, ps->msg, count);
846                 result = FAILED;
847         }
848
849         /* Could do more checks here if page looks ok */
850         /*
851          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
852          */
853
854         return (result == RECOVERED || result == DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
855 }
856
857 /*
858  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
859  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
860  */
861 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
862                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
863 {
864         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
865         struct address_space *mapping;
866         LIST_HEAD(tokill);
867         int ret;
868         int kill = 1, forcekill;
869         struct page *hpage = *hpagep;
870         struct page *ppage;
871
872         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
873                 return SWAP_SUCCESS;
874
875         /*
876          * This check implies we don't kill processes if their pages
877          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
878          */
879         if (!page_mapped(hpage))
880                 return SWAP_SUCCESS;
881
882         if (PageKsm(p))
883                 return SWAP_FAIL;
884
885         if (PageSwapCache(p)) {
886                 printk(KERN_ERR
887                        "MCE %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n", pfn);
888                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
889         }
890
891         /*
892          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
893          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
894          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
895          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
896          */
897         mapping = page_mapping(hpage);
898         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
899             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
900                 if (page_mkclean(hpage)) {
901                         SetPageDirty(hpage);
902                 } else {
903                         kill = 0;
904                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
905                         printk(KERN_INFO
906         "MCE %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
907                                 pfn);
908                 }
909         }
910
911         /*
912          * ppage: poisoned page
913          *   if p is regular page(4k page)
914          *        ppage == real poisoned page;
915          *   else p is hugetlb or THP, ppage == head page.
916          */
917         ppage = hpage;
918
919         if (PageTransHuge(hpage)) {
920                 /*
921                  * Verify that this isn't a hugetlbfs head page, the check for
922                  * PageAnon is just for avoid tripping a split_huge_page
923                  * internal debug check, as split_huge_page refuses to deal with
924                  * anything that isn't an anon page. PageAnon can't go away fro
925                  * under us because we hold a refcount on the hpage, without a
926                  * refcount on the hpage. split_huge_page can't be safely called
927                  * in the first place, having a refcount on the tail isn't
928                  * enough * to be safe.
929                  */
930                 if (!PageHuge(hpage) && PageAnon(hpage)) {
931                         if (unlikely(split_huge_page(hpage))) {
932                                 /*
933                                  * FIXME: if splitting THP is failed, it is
934                                  * better to stop the following operation rather
935                                  * than causing panic by unmapping. System might
936                                  * survive if the page is freed later.
937                                  */
938                                 printk(KERN_INFO
939                                         "MCE %#lx: failed to split THP\n", pfn);
940
941                                 BUG_ON(!PageHWPoison(p));
942                                 return SWAP_FAIL;
943                         }
944                         /*
945                          * We pinned the head page for hwpoison handling,
946                          * now we split the thp and we are interested in
947                          * the hwpoisoned raw page, so move the refcount
948                          * to it. Similarly, page lock is shifted.
949                          */
950                         if (hpage != p) {
951                                 if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED)) {
952                                         put_page(hpage);
953                                         get_page(p);
954                                 }
955                                 lock_page(p);
956                                 unlock_page(hpage);
957                                 *hpagep = p;
958                         }
959                         /* THP is split, so ppage should be the real poisoned page. */
960                         ppage = p;
961                 }
962         }
963
964         /*
965          * First collect all the processes that have the page
966          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
967          * because ttu takes the rmap data structures down.
968          *
969          * Error handling: We ignore errors here because
970          * there's nothing that can be done.
971          */
972         if (kill)
973                 collect_procs(ppage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
974
975         ret = try_to_unmap(ppage, ttu);
976         if (ret != SWAP_SUCCESS)
977                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
978                                 pfn, page_mapcount(ppage));
979
980         /*
981          * Now that the dirty bit has been propagated to the
982          * struct page and all unmaps done we can decide if
983          * killing is needed or not.  Only kill when the page
984          * was dirty or the process is not restartable,
985          * otherwise the tokill list is merely
986          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
987          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
988          * any accesses to the poisoned memory.
989          */
990         forcekill = PageDirty(ppage) || (flags & MF_MUST_KILL);
991         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno,
992                       ret != SWAP_SUCCESS, p, pfn, flags);
993
994         return ret;
995 }
996
997 static void set_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
998 {
999         int i;
1000         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1001         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1002                 SetPageHWPoison(hpage + i);
1003 }
1004
1005 static void clear_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1006 {
1007         int i;
1008         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1009         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1010                 ClearPageHWPoison(hpage + i);
1011 }
1012
1013 /**
1014  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1015  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1016  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1017  * @flags: fine tune action taken
1018  *
1019  * This function is called by the low level machine check code
1020  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1021  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1022  * dropping pages, killing processes etc.
1023  *
1024  * The function is primarily of use for corruptions that
1025  * happen outside the current execution context (e.g. when
1026  * detected by a background scrubber)
1027  *
1028  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1029  * enabled and no spinlocks hold.
1030  */
1031 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1032 {
1033         struct page_state *ps;
1034         struct page *p;
1035         struct page *hpage;
1036         int res;
1037         unsigned int nr_pages;
1038         unsigned long page_flags;
1039
1040         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1041                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1042
1043         if (!pfn_valid(pfn)) {
1044                 printk(KERN_ERR
1045                        "MCE %#lx: memory outside kernel control\n",
1046                        pfn);
1047                 return -ENXIO;
1048         }
1049
1050         p = pfn_to_page(pfn);
1051         hpage = compound_head(p);
1052         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1053                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: already hardware poisoned\n", pfn);
1054                 return 0;
1055         }
1056
1057         /*
1058          * Currently errors on hugetlbfs pages are measured in hugepage units,
1059          * so nr_pages should be 1 << compound_order.  OTOH when errors are on
1060          * transparent hugepages, they are supposed to be split and error
1061          * measurement is done in normal page units.  So nr_pages should be one
1062          * in this case.
1063          */
1064         if (PageHuge(p))
1065                 nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1066         else /* normal page or thp */
1067                 nr_pages = 1;
1068         atomic_long_add(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1069
1070         /*
1071          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1072          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1073          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1074          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1075          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1076          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1077          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1078          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1079          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1080          *    used and will be freed some time later.
1081          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1082          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1083          */
1084         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) &&
1085                 !get_page_unless_zero(hpage)) {
1086                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1087                         action_result(pfn, "free buddy", DELAYED);
1088                         return 0;
1089                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1090                         /*
1091                          * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1092                          */
1093                         lock_page(hpage);
1094                         if (PageHWPoison(hpage)) {
1095                                 if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1096                                     || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1097                                         atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1098                                         unlock_page(hpage);
1099                                         return 0;
1100                                 }
1101                         }
1102                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1103                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1104                         action_result(pfn, "free huge",
1105                                       res ? IGNORED : DELAYED);
1106                         unlock_page(hpage);
1107                         return res;
1108                 } else {
1109                         action_result(pfn, "high order kernel", IGNORED);
1110                         return -EBUSY;
1111                 }
1112         }
1113
1114         /*
1115          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1116          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1117          * - to avoid races with __set_page_locked()
1118          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1119          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1120          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1121          */
1122         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p)) {
1123                 if (!PageLRU(p))
1124                         shake_page(p, 0);
1125                 if (!PageLRU(p)) {
1126                         /*
1127                          * shake_page could have turned it free.
1128                          */
1129                         if (is_free_buddy_page(p)) {
1130                                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1131                                         action_result(pfn, "free buddy", DELAYED);
1132                                 else
1133                                         action_result(pfn, "free buddy, 2nd try", DELAYED);
1134                                 return 0;
1135                         }
1136                         action_result(pfn, "non LRU", IGNORED);
1137                         put_page(p);
1138                         return -EBUSY;
1139                 }
1140         }
1141
1142         /*
1143          * Lock the page and wait for writeback to finish.
1144          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1145          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1146          */
1147         lock_page(hpage);
1148
1149         /*
1150          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1151          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1152          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1153          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1154          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1155          */
1156         page_flags = p->flags;
1157
1158         /*
1159          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1160          */
1161         if (!PageHWPoison(p)) {
1162                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1163                 atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1164                 put_page(hpage);
1165                 res = 0;
1166                 goto out;
1167         }
1168         if (hwpoison_filter(p)) {
1169                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1170                         atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1171                 unlock_page(hpage);
1172                 put_page(hpage);
1173                 return 0;
1174         }
1175
1176         /*
1177          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1178          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1179          */
1180         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1181                 action_result(pfn, "hugepage already hardware poisoned",
1182                                 IGNORED);
1183                 unlock_page(hpage);
1184                 put_page(hpage);
1185                 return 0;
1186         }
1187         /*
1188          * Set PG_hwpoison on all pages in an error hugepage,
1189          * because containment is done in hugepage unit for now.
1190          * Since we have done TestSetPageHWPoison() for the head page with
1191          * page lock held, we can safely set PG_hwpoison bits on tail pages.
1192          */
1193         if (PageHuge(p))
1194                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1195
1196         wait_on_page_writeback(p);
1197
1198         /*
1199          * Now take care of user space mappings.
1200          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1201          *
1202          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1203          * page after thp split.
1204          */
1205         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)
1206             != SWAP_SUCCESS) {
1207                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: cannot unmap page, give up\n", pfn);
1208                 res = -EBUSY;
1209                 goto out;
1210         }
1211
1212         /*
1213          * Torn down by someone else?
1214          */
1215         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1216                 action_result(pfn, "already truncated LRU", IGNORED);
1217                 res = -EBUSY;
1218                 goto out;
1219         }
1220
1221         res = -EBUSY;
1222         /*
1223          * The first check uses the current page flags which may not have any
1224          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1225          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1226          */
1227         for (ps = error_states;; ps++)
1228                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1229                         break;
1230
1231         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1232
1233         if (!ps->mask)
1234                 for (ps = error_states;; ps++)
1235                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1236                                 break;
1237         res = page_action(ps, p, pfn);
1238 out:
1239         unlock_page(hpage);
1240         return res;
1241 }
1242 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1243
1244 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1245 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1246
1247 struct memory_failure_entry {
1248         unsigned long pfn;
1249         int trapno;
1250         int flags;
1251 };
1252
1253 struct memory_failure_cpu {
1254         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1255                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1256         spinlock_t lock;
1257         struct work_struct work;
1258 };
1259
1260 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1261
1262 /**
1263  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1264  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1265  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1266  * @flags: Flags for memory failure handling
1267  *
1268  * This function is called by the low level hardware error handler
1269  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1270  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1271  * processes etc.
1272  *
1273  * The function is primarily of use for corruptions that
1274  * happen outside the current execution context (e.g. when
1275  * detected by a background scrubber)
1276  *
1277  * Can run in IRQ context.
1278  */
1279 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1280 {
1281         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1282         unsigned long proc_flags;
1283         struct memory_failure_entry entry = {
1284                 .pfn =          pfn,
1285                 .trapno =       trapno,
1286                 .flags =        flags,
1287         };
1288
1289         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1290         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1291         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1292                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1293         else
1294                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1295                        pfn);
1296         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1297         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1298 }
1299 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1300
1301 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1302 {
1303         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1304         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1305         unsigned long proc_flags;
1306         int gotten;
1307
1308         mf_cpu = &__get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1309         for (;;) {
1310                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1311                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1312                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1313                 if (!gotten)
1314                         break;
1315                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1316                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1317                 else
1318                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1319         }
1320 }
1321
1322 static int __init memory_failure_init(void)
1323 {
1324         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1325         int cpu;
1326
1327         for_each_possible_cpu(cpu) {
1328                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1329                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1330                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1331                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1332         }
1333
1334         return 0;
1335 }
1336 core_initcall(memory_failure_init);
1337
1338 /**
1339  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1340  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1341  *
1342  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1343  * memory_failure() earlier.
1344  *
1345  * This is only done on the software-level, so it only works
1346  * for linux injected failures, not real hardware failures
1347  *
1348  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1349  */
1350 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1351 {
1352         struct page *page;
1353         struct page *p;
1354         int freeit = 0;
1355         unsigned int nr_pages;
1356
1357         if (!pfn_valid(pfn))
1358                 return -ENXIO;
1359
1360         p = pfn_to_page(pfn);
1361         page = compound_head(p);
1362
1363         if (!PageHWPoison(p)) {
1364                 pr_info("MCE: Page was already unpoisoned %#lx\n", pfn);
1365                 return 0;
1366         }
1367
1368         /*
1369          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1370          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1371          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1372          */
1373         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1374                 pr_info("MCE: Memory failure is now running on %#lx\n", pfn);
1375                         return 0;
1376         }
1377
1378         nr_pages = 1 << compound_order(page);
1379
1380         if (!get_page_unless_zero(page)) {
1381                 /*
1382                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1383                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1384                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1385                  * to the end.
1386                  */
1387                 if (PageHuge(page)) {
1388                         pr_info("MCE: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n", pfn);
1389                         return 0;
1390                 }
1391                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1392                         atomic_long_dec(&num_poisoned_pages);
1393                 pr_info("MCE: Software-unpoisoned free page %#lx\n", pfn);
1394                 return 0;
1395         }
1396
1397         lock_page(page);
1398         /*
1399          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1400          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1401          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1402          * the free buddy page pool.
1403          */
1404         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1405                 pr_info("MCE: Software-unpoisoned page %#lx\n", pfn);
1406                 atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1407                 freeit = 1;
1408                 if (PageHuge(page))
1409                         clear_page_hwpoison_huge_page(page);
1410         }
1411         unlock_page(page);
1412
1413         put_page(page);
1414         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1415                 put_page(page);
1416
1417         return 0;
1418 }
1419 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1420
1421 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1422 {
1423         int nid = page_to_nid(p);
1424         if (PageHuge(p))
1425                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1426                                                    nid);
1427         else
1428                 return alloc_pages_exact_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1429 }
1430
1431 /*
1432  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1433  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1434  * that is not free, and 1 for any other page type.
1435  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1436  */
1437 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1438 {
1439         int ret;
1440
1441         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1442                 return 1;
1443
1444         /*
1445          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1446          * from free hugepage list.
1447          */
1448         if (!get_page_unless_zero(compound_head(p))) {
1449                 if (PageHuge(p)) {
1450                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1451                         ret = 0;
1452                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1453                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1454                         ret = 0;
1455                 } else {
1456                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1457                                 __func__, pfn, p->flags);
1458                         ret = -EIO;
1459                 }
1460         } else {
1461                 /* Not a free page */
1462                 ret = 1;
1463         }
1464         return ret;
1465 }
1466
1467 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1468 {
1469         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1470
1471         if (ret == 1 && !PageHuge(page) && !PageLRU(page)) {
1472                 /*
1473                  * Try to free it.
1474                  */
1475                 put_page(page);
1476                 shake_page(page, 1);
1477
1478                 /*
1479                  * Did it turn free?
1480                  */
1481                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1482                 if (!PageLRU(page)) {
1483                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1484                                 pfn, page->flags);
1485                         return -EIO;
1486                 }
1487         }
1488         return ret;
1489 }
1490
1491 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1492 {
1493         int ret;
1494         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1495         struct page *hpage = compound_head(page);
1496         LIST_HEAD(pagelist);
1497
1498         /*
1499          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1500          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1501          */
1502         lock_page(hpage);
1503         if (PageHWPoison(hpage)) {
1504                 unlock_page(hpage);
1505                 put_page(hpage);
1506                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1507                 return -EBUSY;
1508         }
1509         unlock_page(hpage);
1510
1511         /* Keep page count to indicate a given hugepage is isolated. */
1512         list_move(&hpage->lru, &pagelist);
1513         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1514                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1515         if (ret) {
1516                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1517                         pfn, ret, page->flags);
1518                 /*
1519                  * We know that soft_offline_huge_page() tries to migrate
1520                  * only one hugepage pointed to by hpage, so we need not
1521                  * run through the pagelist here.
1522                  */
1523                 putback_active_hugepage(hpage);
1524                 if (ret > 0)
1525                         ret = -EIO;
1526         } else {
1527                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1528                 if (PageHuge(page)) {
1529                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1530                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1531                         atomic_long_add(1 << compound_order(hpage),
1532                                         &num_poisoned_pages);
1533                 } else {
1534                         SetPageHWPoison(page);
1535                         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1536                 }
1537         }
1538         return ret;
1539 }
1540
1541 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1542 {
1543         int ret;
1544         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1545
1546         /*
1547          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1548          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1549          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1550          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1551          */
1552         lock_page(page);
1553         wait_on_page_writeback(page);
1554         if (PageHWPoison(page)) {
1555                 unlock_page(page);
1556                 put_page(page);
1557                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1558                 return -EBUSY;
1559         }
1560         /*
1561          * Try to invalidate first. This should work for
1562          * non dirty unmapped page cache pages.
1563          */
1564         ret = invalidate_inode_page(page);
1565         unlock_page(page);
1566         /*
1567          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1568          * would need to fix isolation locking first.
1569          */
1570         if (ret == 1) {
1571                 put_page(page);
1572                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1573                 SetPageHWPoison(page);
1574                 atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1575                 return 0;
1576         }
1577
1578         /*
1579          * Simple invalidation didn't work.
1580          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1581          * handles a large number of cases for us.
1582          */
1583         ret = isolate_lru_page(page);
1584         /*
1585          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1586          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1587          */
1588         put_page(page);
1589         if (!ret) {
1590                 LIST_HEAD(pagelist);
1591                 inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1592                                         page_is_file_cache(page));
1593                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1594                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1595                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1596                 if (ret) {
1597                         if (!list_empty(&pagelist)) {
1598                                 list_del(&page->lru);
1599                                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1600                                                 page_is_file_cache(page));
1601                                 putback_lru_page(page);
1602                         }
1603
1604                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1605                                 pfn, ret, page->flags);
1606                         if (ret > 0)
1607                                 ret = -EIO;
1608                 } else {
1609                         /*
1610                          * After page migration succeeds, the source page can
1611                          * be trapped in pagevec and actual freeing is delayed.
1612                          * Freeing code works differently based on PG_hwpoison,
1613                          * so there's a race. We need to make sure that the
1614                          * source page should be freed back to buddy before
1615                          * setting PG_hwpoison.
1616                          */
1617                         if (!is_free_buddy_page(page))
1618                                 lru_add_drain_all();
1619                         if (!is_free_buddy_page(page))
1620                                 drain_all_pages();
1621                         SetPageHWPoison(page);
1622                         if (!is_free_buddy_page(page))
1623                                 pr_info("soft offline: %#lx: page leaked\n",
1624                                         pfn);
1625                         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1626                 }
1627         } else {
1628                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1629                         pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1630         }
1631         return ret;
1632 }
1633
1634 /**
1635  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1636  * @page: page to offline
1637  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1638  *
1639  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1640  *
1641  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1642  * without killing anything. This is for the case when
1643  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1644  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1645  * out.
1646  *
1647  * The actual policy on when to do that is maintained by
1648  * user space.
1649  *
1650  * This should never impact any application or cause data loss,
1651  * however it might take some time.
1652  *
1653  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1654  * ``good enough'' for the majority of memory.
1655  */
1656 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1657 {
1658         int ret;
1659         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1660         struct page *hpage = compound_head(page);
1661
1662         if (PageHWPoison(page)) {
1663                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1664                 return -EBUSY;
1665         }
1666         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1667                 if (PageAnon(hpage) && unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1668                         pr_info("soft offline: %#lx: failed to split THP\n",
1669                                 pfn);
1670                         return -EBUSY;
1671                 }
1672         }
1673
1674         /*
1675          * The lock_memory_hotplug prevents a race with memory hotplug.
1676          * This is a big hammer, a better would be nicer.
1677          */
1678         lock_memory_hotplug();
1679
1680         /*
1681          * Isolate the page, so that it doesn't get reallocated if it
1682          * was free. This flag should be kept set until the source page
1683          * is freed and PG_hwpoison on it is set.
1684          */
1685         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
1686                 set_migratetype_isolate(page, true);
1687
1688         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1689         unlock_memory_hotplug();
1690         if (ret > 0) { /* for in-use pages */
1691                 if (PageHuge(page))
1692                         ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1693                 else
1694                         ret = __soft_offline_page(page, flags);
1695         } else if (ret == 0) { /* for free pages */
1696                 if (PageHuge(page)) {
1697                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1698                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1699                         atomic_long_add(1 << compound_order(hpage),
1700                                         &num_poisoned_pages);
1701                 } else {
1702                         SetPageHWPoison(page);
1703                         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1704                 }
1705         }
1706         unset_migratetype_isolate(page, MIGRATE_MOVABLE);
1707         return ret;
1708 }