serial: mps2-uart: add MPS2 UART driver
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / memory-failure.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2008, 2009 Intel Corporation
3  * Authors: Andi Kleen, Fengguang Wu
4  *
5  * This software may be redistributed and/or modified under the terms of
6  * the GNU General Public License ("GPL") version 2 only as published by the
7  * Free Software Foundation.
8  *
9  * High level machine check handler. Handles pages reported by the
10  * hardware as being corrupted usually due to a multi-bit ECC memory or cache
11  * failure.
12  * 
13  * In addition there is a "soft offline" entry point that allows stop using
14  * not-yet-corrupted-by-suspicious pages without killing anything.
15  *
16  * Handles page cache pages in various states.  The tricky part
17  * here is that we can access any page asynchronously in respect to 
18  * other VM users, because memory failures could happen anytime and 
19  * anywhere. This could violate some of their assumptions. This is why 
20  * this code has to be extremely careful. Generally it tries to use 
21  * normal locking rules, as in get the standard locks, even if that means 
22  * the error handling takes potentially a long time.
23  *
24  * It can be very tempting to add handling for obscure cases here.
25  * In general any code for handling new cases should only be added iff:
26  * - You know how to test it.
27  * - You have a test that can be added to mce-test
28  *   https://git.kernel.org/cgit/utils/cpu/mce/mce-test.git/
29  * - The case actually shows up as a frequent (top 10) page state in
30  *   tools/vm/page-types when running a real workload.
31  * 
32  * There are several operations here with exponential complexity because
33  * of unsuitable VM data structures. For example the operation to map back 
34  * from RMAP chains to processes has to walk the complete process list and 
35  * has non linear complexity with the number. But since memory corruptions
36  * are rare we hope to get away with this. This avoids impacting the core 
37  * VM.
38  */
39 #include <linux/kernel.h>
40 #include <linux/mm.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/kernel-page-flags.h>
43 #include <linux/sched.h>
44 #include <linux/ksm.h>
45 #include <linux/rmap.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/pagemap.h>
48 #include <linux/swap.h>
49 #include <linux/backing-dev.h>
50 #include <linux/migrate.h>
51 #include <linux/page-isolation.h>
52 #include <linux/suspend.h>
53 #include <linux/slab.h>
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/hugetlb.h>
56 #include <linux/memory_hotplug.h>
57 #include <linux/mm_inline.h>
58 #include <linux/kfifo.h>
59 #include <linux/ratelimit.h>
60 #include "internal.h"
61 #include "ras/ras_event.h"
62
63 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
64
65 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
66
67 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
68
69 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
70
71 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
72 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
73 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
74 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
75 u64 hwpoison_filter_flags_value;
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
80 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
81
82 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
83 {
84         struct address_space *mapping;
85         dev_t dev;
86
87         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
88             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
89                 return 0;
90
91         /*
92          * page_mapping() does not accept slab pages.
93          */
94         if (PageSlab(p))
95                 return -EINVAL;
96
97         mapping = page_mapping(p);
98         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
99                 return -EINVAL;
100
101         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
102         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
103             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
104                 return -EINVAL;
105         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
106             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
107                 return -EINVAL;
108
109         return 0;
110 }
111
112 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
113 {
114         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
115                 return 0;
116
117         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
118                                     hwpoison_filter_flags_value)
119                 return 0;
120         else
121                 return -EINVAL;
122 }
123
124 /*
125  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
126  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
127  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
128  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
129  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
130  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
131  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
132  * a freed page.
133  */
134 #ifdef CONFIG_MEMCG
135 u64 hwpoison_filter_memcg;
136 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
137 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
138 {
139         if (!hwpoison_filter_memcg)
140                 return 0;
141
142         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
143                 return -EINVAL;
144
145         return 0;
146 }
147 #else
148 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
149 #endif
150
151 int hwpoison_filter(struct page *p)
152 {
153         if (!hwpoison_filter_enable)
154                 return 0;
155
156         if (hwpoison_filter_dev(p))
157                 return -EINVAL;
158
159         if (hwpoison_filter_flags(p))
160                 return -EINVAL;
161
162         if (hwpoison_filter_task(p))
163                 return -EINVAL;
164
165         return 0;
166 }
167 #else
168 int hwpoison_filter(struct page *p)
169 {
170         return 0;
171 }
172 #endif
173
174 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
175
176 /*
177  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
178  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
179  * ``action required'' if error happened in current execution context
180  */
181 static int kill_proc(struct task_struct *t, unsigned long addr, int trapno,
182                         unsigned long pfn, struct page *page, int flags)
183 {
184         struct siginfo si;
185         int ret;
186
187         pr_err("MCE %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
188                pfn, t->comm, t->pid);
189         si.si_signo = SIGBUS;
190         si.si_errno = 0;
191         si.si_addr = (void *)addr;
192 #ifdef __ARCH_SI_TRAPNO
193         si.si_trapno = trapno;
194 #endif
195         si.si_addr_lsb = compound_order(compound_head(page)) + PAGE_SHIFT;
196
197         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
198                 si.si_code = BUS_MCEERR_AR;
199                 ret = force_sig_info(SIGBUS, &si, current);
200         } else {
201                 /*
202                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
203                  * can be temporarily blocked.
204                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
205                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
206                  */
207                 si.si_code = BUS_MCEERR_AO;
208                 ret = send_sig_info(SIGBUS, &si, t);  /* synchronous? */
209         }
210         if (ret < 0)
211                 pr_info("MCE: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
212                         t->comm, t->pid, ret);
213         return ret;
214 }
215
216 /*
217  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
218  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
219  */
220 void shake_page(struct page *p, int access)
221 {
222         if (!PageSlab(p)) {
223                 lru_add_drain_all();
224                 if (PageLRU(p))
225                         return;
226                 drain_all_pages(page_zone(p));
227                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
228                         return;
229         }
230
231         /*
232          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
233          * other caches) if access is not potentially fatal.
234          */
235         if (access)
236                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
237 }
238 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
239
240 /*
241  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
242  * the page.
243  *
244  * General strategy:
245  * Find all processes having the page mapped and kill them.
246  * But we keep a page reference around so that the page is not
247  * actually freed yet.
248  * Then stash the page away
249  *
250  * There's no convenient way to get back to mapped processes
251  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
252  * running processes.
253  *
254  * Remember that machine checks are not common (or rather
255  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
256  * be a performance issue.
257  *
258  * Also there are some races possible while we get from the
259  * error detection to actually handle it.
260  */
261
262 struct to_kill {
263         struct list_head nd;
264         struct task_struct *tsk;
265         unsigned long addr;
266         char addr_valid;
267 };
268
269 /*
270  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
271  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
272  */
273
274 /*
275  * Schedule a process for later kill.
276  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
277  * TBD would GFP_NOIO be enough?
278  */
279 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
280                        struct vm_area_struct *vma,
281                        struct list_head *to_kill,
282                        struct to_kill **tkc)
283 {
284         struct to_kill *tk;
285
286         if (*tkc) {
287                 tk = *tkc;
288                 *tkc = NULL;
289         } else {
290                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
291                 if (!tk) {
292                         pr_err("MCE: Out of memory while machine check handling\n");
293                         return;
294                 }
295         }
296         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
297         tk->addr_valid = 1;
298
299         /*
300          * In theory we don't have to kill when the page was
301          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
302          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
303          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
304          */
305         if (tk->addr == -EFAULT) {
306                 pr_info("MCE: Unable to find user space address %lx in %s\n",
307                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
308                 tk->addr_valid = 0;
309         }
310         get_task_struct(tsk);
311         tk->tsk = tsk;
312         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
313 }
314
315 /*
316  * Kill the processes that have been collected earlier.
317  *
318  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
319  * (this is used for clean pages which do not need killing)
320  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
321  * wrong earlier.
322  */
323 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, int trapno,
324                           int fail, struct page *page, unsigned long pfn,
325                           int flags)
326 {
327         struct to_kill *tk, *next;
328
329         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
330                 if (forcekill) {
331                         /*
332                          * In case something went wrong with munmapping
333                          * make sure the process doesn't catch the
334                          * signal and then access the memory. Just kill it.
335                          */
336                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
337                                 pr_err("MCE %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
338                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
339                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
340                         }
341
342                         /*
343                          * In theory the process could have mapped
344                          * something else on the address in-between. We could
345                          * check for that, but we need to tell the
346                          * process anyways.
347                          */
348                         else if (kill_proc(tk->tsk, tk->addr, trapno,
349                                               pfn, page, flags) < 0)
350                                 pr_err("MCE %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
351                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
352                 }
353                 put_task_struct(tk->tsk);
354                 kfree(tk);
355         }
356 }
357
358 /*
359  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
360  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
361  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
362  *
363  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
364  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
365  */
366 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
367 {
368         struct task_struct *t;
369
370         for_each_thread(tsk, t)
371                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
372                         return t;
373         return NULL;
374 }
375
376 /*
377  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
378  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
379  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
380  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
381  */
382 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
383                                            int force_early)
384 {
385         struct task_struct *t;
386         if (!tsk->mm)
387                 return NULL;
388         if (force_early)
389                 return tsk;
390         t = find_early_kill_thread(tsk);
391         if (t)
392                 return t;
393         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
394                 return tsk;
395         return NULL;
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_to_pgoff(page);
414         read_lock(&tasklist_lock);
415         for_each_process (tsk) {
416                 struct anon_vma_chain *vmac;
417                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
418
419                 if (!t)
420                         continue;
421                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
422                                                pgoff, pgoff) {
423                         vma = vmac->vma;
424                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
425                                 continue;
426                         if (vma->vm_mm == t->mm)
427                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
428                 }
429         }
430         read_unlock(&tasklist_lock);
431         page_unlock_anon_vma_read(av);
432 }
433
434 /*
435  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
436  */
437 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
438                               struct to_kill **tkc, int force_early)
439 {
440         struct vm_area_struct *vma;
441         struct task_struct *tsk;
442         struct address_space *mapping = page->mapping;
443
444         i_mmap_lock_read(mapping);
445         read_lock(&tasklist_lock);
446         for_each_process(tsk) {
447                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
448                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
449
450                 if (!t)
451                         continue;
452                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
453                                       pgoff) {
454                         /*
455                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
456                          * the page but the corrupted page is not necessarily
457                          * mapped it in its pte.
458                          * Assume applications who requested early kill want
459                          * to be informed of all such data corruptions.
460                          */
461                         if (vma->vm_mm == t->mm)
462                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
463                 }
464         }
465         read_unlock(&tasklist_lock);
466         i_mmap_unlock_read(mapping);
467 }
468
469 /*
470  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
471  * This is done in two steps for locking reasons.
472  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
473  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
474  */
475 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
476                                 int force_early)
477 {
478         struct to_kill *tk;
479
480         if (!page->mapping)
481                 return;
482
483         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
484         if (!tk)
485                 return;
486         if (PageAnon(page))
487                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
488         else
489                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
490         kfree(tk);
491 }
492
493 static const char *action_name[] = {
494         [MF_IGNORED] = "Ignored",
495         [MF_FAILED] = "Failed",
496         [MF_DELAYED] = "Delayed",
497         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
498 };
499
500 static const char * const action_page_types[] = {
501         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
502         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
503         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
504         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
505         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
506         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
507         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
508         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
509         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
510         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
511         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
512         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
513         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
514         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
515         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
516         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
517         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
518         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
519         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
520         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
521 };
522
523 /*
524  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
525  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
526  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
527  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
528  */
529 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
530 {
531         if (!isolate_lru_page(p)) {
532                 /*
533                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
534                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
535                  */
536                 ClearPageActive(p);
537                 ClearPageUnevictable(p);
538                 /*
539                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
540                  */
541                 put_page(p);
542                 return 0;
543         }
544         return -EIO;
545 }
546
547 /*
548  * Error hit kernel page.
549  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
550  * could be more sophisticated.
551  */
552 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
553 {
554         return MF_IGNORED;
555 }
556
557 /*
558  * Page in unknown state. Do nothing.
559  */
560 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
561 {
562         pr_err("MCE %#lx: Unknown page state\n", pfn);
563         return MF_FAILED;
564 }
565
566 /*
567  * Clean (or cleaned) page cache page.
568  */
569 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
570 {
571         int err;
572         int ret = MF_FAILED;
573         struct address_space *mapping;
574
575         delete_from_lru_cache(p);
576
577         /*
578          * For anonymous pages we're done the only reference left
579          * should be the one m_f() holds.
580          */
581         if (PageAnon(p))
582                 return MF_RECOVERED;
583
584         /*
585          * Now truncate the page in the page cache. This is really
586          * more like a "temporary hole punch"
587          * Don't do this for block devices when someone else
588          * has a reference, because it could be file system metadata
589          * and that's not safe to truncate.
590          */
591         mapping = page_mapping(p);
592         if (!mapping) {
593                 /*
594                  * Page has been teared down in the meanwhile
595                  */
596                 return MF_FAILED;
597         }
598
599         /*
600          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
601          *
602          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
603          */
604         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
605                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
606                 if (err != 0) {
607                         pr_info("MCE %#lx: Failed to punch page: %d\n",
608                                 pfn, err);
609                 } else if (page_has_private(p) &&
610                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
611                         pr_info("MCE %#lx: failed to release buffers\n", pfn);
612                 } else {
613                         ret = MF_RECOVERED;
614                 }
615         } else {
616                 /*
617                  * If the file system doesn't support it just invalidate
618                  * This fails on dirty or anything with private pages
619                  */
620                 if (invalidate_inode_page(p))
621                         ret = MF_RECOVERED;
622                 else
623                         pr_info("MCE %#lx: Failed to invalidate\n", pfn);
624         }
625         return ret;
626 }
627
628 /*
629  * Dirty pagecache page
630  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
631  * propagated.
632  */
633 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
634 {
635         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
636
637         SetPageError(p);
638         /* TBD: print more information about the file. */
639         if (mapping) {
640                 /*
641                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
642                  * who check the mapping.
643                  * This way the application knows that something went
644                  * wrong with its dirty file data.
645                  *
646                  * There's one open issue:
647                  *
648                  * The EIO will be only reported on the next IO
649                  * operation and then cleared through the IO map.
650                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
651                  * first through the AS_EIO flag in the address space
652                  * and then through the PageError flag in the page.
653                  * Since we drop pages on memory failure handling the
654                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
655                  *
656                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
657                  * the first operation that returns an error, while
658                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
659                  * when the page is reread or dropped.  If an
660                  * application assumes it will always get error on
661                  * fsync, but does other operations on the fd before
662                  * and the page is dropped between then the error
663                  * will not be properly reported.
664                  *
665                  * This can already happen even without hwpoisoned
666                  * pages: first on metadata IO errors (which only
667                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
668                  * at the wrong time.
669                  *
670                  * So right now we assume that the application DTRT on
671                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
672                  * of the kernel.
673                  */
674                 mapping_set_error(mapping, EIO);
675         }
676
677         return me_pagecache_clean(p, pfn);
678 }
679
680 /*
681  * Clean and dirty swap cache.
682  *
683  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
684  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
685  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
686  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
687  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
688  * and then
689  *      - clear dirty bit to prevent IO
690  *      - remove from LRU
691  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
692  *        a later page fault, we know the application is accessing
693  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
694  *        interception code in do_swap_page to catch it).
695  *
696  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
697  * bring in the known good data from disk.
698  */
699 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
700 {
701         ClearPageDirty(p);
702         /* Trigger EIO in shmem: */
703         ClearPageUptodate(p);
704
705         if (!delete_from_lru_cache(p))
706                 return MF_DELAYED;
707         else
708                 return MF_FAILED;
709 }
710
711 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
712 {
713         delete_from_swap_cache(p);
714
715         if (!delete_from_lru_cache(p))
716                 return MF_RECOVERED;
717         else
718                 return MF_FAILED;
719 }
720
721 /*
722  * Huge pages. Needs work.
723  * Issues:
724  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
725  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
726  */
727 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
728 {
729         int res = 0;
730         struct page *hpage = compound_head(p);
731
732         if (!PageHuge(hpage))
733                 return MF_DELAYED;
734
735         /*
736          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
737          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
738          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
739          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
740          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
741          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
742          * We assume that this function is called with page lock held,
743          * so there is no race between isolation and mapping/unmapping.
744          */
745         if (!(page_mapping(hpage) || PageAnon(hpage))) {
746                 res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
747                 if (!res)
748                         return MF_RECOVERED;
749         }
750         return MF_DELAYED;
751 }
752
753 /*
754  * Various page states we can handle.
755  *
756  * A page state is defined by its current page->flags bits.
757  * The table matches them in order and calls the right handler.
758  *
759  * This is quite tricky because we can access page at any time
760  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
761  *
762  * This is not complete. More states could be added.
763  * For any missing state don't attempt recovery.
764  */
765
766 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
767 #define sc              (1UL << PG_swapcache)
768 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
769 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
770 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
771 #define lru             (1UL << PG_lru)
772 #define swapbacked      (1UL << PG_swapbacked)
773 #define head            (1UL << PG_head)
774 #define slab            (1UL << PG_slab)
775 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
776
777 static struct page_state {
778         unsigned long mask;
779         unsigned long res;
780         enum mf_action_page_type type;
781         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
782 } error_states[] = {
783         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
784         /*
785          * free pages are specially detected outside this table:
786          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
787          */
788
789         /*
790          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
791          * currently unused objects without touching them. But just
792          * treat it as standard kernel for now.
793          */
794         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
795
796         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
797
798         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
799         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
800
801         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
802         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
803
804         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
805         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
806
807         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
808         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
809
810         /*
811          * Catchall entry: must be at end.
812          */
813         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
814 };
815
816 #undef dirty
817 #undef sc
818 #undef unevict
819 #undef mlock
820 #undef writeback
821 #undef lru
822 #undef swapbacked
823 #undef head
824 #undef slab
825 #undef reserved
826
827 /*
828  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
829  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
830  */
831 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
832                           enum mf_result result)
833 {
834         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
835
836         pr_err("MCE %#lx: recovery action for %s: %s\n",
837                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
838 }
839
840 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
841                         unsigned long pfn)
842 {
843         int result;
844         int count;
845
846         result = ps->action(p, pfn);
847
848         count = page_count(p) - 1;
849         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
850                 count--;
851         if (count != 0) {
852                 pr_err("MCE %#lx: %s still referenced by %d users\n",
853                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
854                 result = MF_FAILED;
855         }
856         action_result(pfn, ps->type, result);
857
858         /* Could do more checks here if page looks ok */
859         /*
860          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
861          */
862
863         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
864 }
865
866 /**
867  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
868  * @page:       raw error page (hit by memory error)
869  *
870  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
871  * non-zero value.)
872  */
873 int get_hwpoison_page(struct page *page)
874 {
875         struct page *head = compound_head(page);
876
877         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
878                 /*
879                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
880                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
881                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
882                  * tries to touch the "partially handled" page.
883                  */
884                 if (!PageAnon(head)) {
885                         pr_err("MCE: %#lx: non anonymous thp\n",
886                                 page_to_pfn(page));
887                         return 0;
888                 }
889         }
890
891         return get_page_unless_zero(head);
892 }
893 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
894
895 /*
896  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
897  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
898  */
899 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
900                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
901 {
902         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
903         struct address_space *mapping;
904         LIST_HEAD(tokill);
905         int ret;
906         int kill = 1, forcekill;
907         struct page *hpage = *hpagep;
908
909         /*
910          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
911          * other types of pages.
912          */
913         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
914                 return SWAP_SUCCESS;
915         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
916                 return SWAP_SUCCESS;
917
918         /*
919          * This check implies we don't kill processes if their pages
920          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
921          */
922         if (!page_mapped(hpage))
923                 return SWAP_SUCCESS;
924
925         if (PageKsm(p)) {
926                 pr_err("MCE %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
927                 return SWAP_FAIL;
928         }
929
930         if (PageSwapCache(p)) {
931                 pr_err("MCE %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n", pfn);
932                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
933         }
934
935         /*
936          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
937          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
938          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
939          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
940          */
941         mapping = page_mapping(hpage);
942         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
943             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
944                 if (page_mkclean(hpage)) {
945                         SetPageDirty(hpage);
946                 } else {
947                         kill = 0;
948                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
949                         pr_info("MCE %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
950                                 pfn);
951                 }
952         }
953
954         /*
955          * First collect all the processes that have the page
956          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
957          * because ttu takes the rmap data structures down.
958          *
959          * Error handling: We ignore errors here because
960          * there's nothing that can be done.
961          */
962         if (kill)
963                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
964
965         ret = try_to_unmap(hpage, ttu);
966         if (ret != SWAP_SUCCESS)
967                 pr_err("MCE %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
968                        pfn, page_mapcount(hpage));
969
970         /*
971          * Now that the dirty bit has been propagated to the
972          * struct page and all unmaps done we can decide if
973          * killing is needed or not.  Only kill when the page
974          * was dirty or the process is not restartable,
975          * otherwise the tokill list is merely
976          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
977          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
978          * any accesses to the poisoned memory.
979          */
980         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
981         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno,
982                       ret != SWAP_SUCCESS, p, pfn, flags);
983
984         return ret;
985 }
986
987 static void set_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
988 {
989         int i;
990         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
991         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
992                 SetPageHWPoison(hpage + i);
993 }
994
995 static void clear_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
996 {
997         int i;
998         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
999         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1000                 ClearPageHWPoison(hpage + i);
1001 }
1002
1003 /**
1004  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1005  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1006  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1007  * @flags: fine tune action taken
1008  *
1009  * This function is called by the low level machine check code
1010  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1011  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1012  * dropping pages, killing processes etc.
1013  *
1014  * The function is primarily of use for corruptions that
1015  * happen outside the current execution context (e.g. when
1016  * detected by a background scrubber)
1017  *
1018  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1019  * enabled and no spinlocks hold.
1020  */
1021 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1022 {
1023         struct page_state *ps;
1024         struct page *p;
1025         struct page *hpage;
1026         struct page *orig_head;
1027         int res;
1028         unsigned int nr_pages;
1029         unsigned long page_flags;
1030
1031         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1032                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1033
1034         if (!pfn_valid(pfn)) {
1035                 pr_err("MCE %#lx: memory outside kernel control\n", pfn);
1036                 return -ENXIO;
1037         }
1038
1039         p = pfn_to_page(pfn);
1040         orig_head = hpage = compound_head(p);
1041         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1042                 pr_err("MCE %#lx: already hardware poisoned\n", pfn);
1043                 return 0;
1044         }
1045
1046         /*
1047          * Currently errors on hugetlbfs pages are measured in hugepage units,
1048          * so nr_pages should be 1 << compound_order.  OTOH when errors are on
1049          * transparent hugepages, they are supposed to be split and error
1050          * measurement is done in normal page units.  So nr_pages should be one
1051          * in this case.
1052          */
1053         if (PageHuge(p))
1054                 nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1055         else /* normal page or thp */
1056                 nr_pages = 1;
1057         num_poisoned_pages_add(nr_pages);
1058
1059         /*
1060          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1061          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1062          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1063          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1064          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1065          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1066          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1067          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1068          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1069          *    used and will be freed some time later.
1070          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1071          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1072          */
1073         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1074                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1075                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1076                         return 0;
1077                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1078                         /*
1079                          * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1080                          */
1081                         lock_page(hpage);
1082                         if (PageHWPoison(hpage)) {
1083                                 if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1084                                     || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1085                                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1086                                         unlock_page(hpage);
1087                                         return 0;
1088                                 }
1089                         }
1090                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1091                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1092                         action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE,
1093                                       res ? MF_IGNORED : MF_DELAYED);
1094                         unlock_page(hpage);
1095                         return res;
1096                 } else {
1097                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1098                         return -EBUSY;
1099                 }
1100         }
1101
1102         if (!PageHuge(p) && PageTransHuge(hpage)) {
1103                 lock_page(hpage);
1104                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1105                         unlock_page(hpage);
1106                         if (!PageAnon(hpage))
1107                                 pr_err("MCE: %#lx: non anonymous thp\n", pfn);
1108                         else
1109                                 pr_err("MCE: %#lx: thp split failed\n", pfn);
1110                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1111                                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1112                         put_hwpoison_page(p);
1113                         return -EBUSY;
1114                 }
1115                 unlock_page(hpage);
1116                 get_hwpoison_page(p);
1117                 put_hwpoison_page(hpage);
1118                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1119                 hpage = compound_head(p);
1120         }
1121
1122         /*
1123          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1124          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1125          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1126          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1127          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1128          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1129          */
1130         if (!PageHuge(p)) {
1131                 if (!PageLRU(p))
1132                         shake_page(p, 0);
1133                 if (!PageLRU(p)) {
1134                         /*
1135                          * shake_page could have turned it free.
1136                          */
1137                         if (is_free_buddy_page(p)) {
1138                                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1139                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1140                                 else
1141                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND,
1142                                                       MF_DELAYED);
1143                                 return 0;
1144                         }
1145                 }
1146         }
1147
1148         lock_page(hpage);
1149
1150         /*
1151          * The page could have changed compound pages during the locking.
1152          * If this happens just bail out.
1153          */
1154         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1155                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1156                 res = -EBUSY;
1157                 goto out;
1158         }
1159
1160         /*
1161          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1162          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1163          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1164          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1165          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1166          */
1167         page_flags = p->flags;
1168
1169         /*
1170          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1171          */
1172         if (!PageHWPoison(p)) {
1173                 pr_err("MCE %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1174                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1175                 unlock_page(hpage);
1176                 put_hwpoison_page(hpage);
1177                 return 0;
1178         }
1179         if (hwpoison_filter(p)) {
1180                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1181                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1182                 unlock_page(hpage);
1183                 put_hwpoison_page(hpage);
1184                 return 0;
1185         }
1186
1187         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1188                 goto identify_page_state;
1189
1190         /*
1191          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1192          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1193          */
1194         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1195                 action_result(pfn, MF_MSG_POISONED_HUGE, MF_IGNORED);
1196                 unlock_page(hpage);
1197                 put_hwpoison_page(hpage);
1198                 return 0;
1199         }
1200         /*
1201          * Set PG_hwpoison on all pages in an error hugepage,
1202          * because containment is done in hugepage unit for now.
1203          * Since we have done TestSetPageHWPoison() for the head page with
1204          * page lock held, we can safely set PG_hwpoison bits on tail pages.
1205          */
1206         if (PageHuge(p))
1207                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1208
1209         /*
1210          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1211          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1212          */
1213         wait_on_page_writeback(p);
1214
1215         /*
1216          * Now take care of user space mappings.
1217          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1218          *
1219          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1220          * page after thp split.
1221          */
1222         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)
1223             != SWAP_SUCCESS) {
1224                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1225                 res = -EBUSY;
1226                 goto out;
1227         }
1228
1229         /*
1230          * Torn down by someone else?
1231          */
1232         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1233                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1234                 res = -EBUSY;
1235                 goto out;
1236         }
1237
1238 identify_page_state:
1239         res = -EBUSY;
1240         /*
1241          * The first check uses the current page flags which may not have any
1242          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1243          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1244          */
1245         for (ps = error_states;; ps++)
1246                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1247                         break;
1248
1249         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1250
1251         if (!ps->mask)
1252                 for (ps = error_states;; ps++)
1253                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1254                                 break;
1255         res = page_action(ps, p, pfn);
1256 out:
1257         unlock_page(hpage);
1258         return res;
1259 }
1260 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1261
1262 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1263 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1264
1265 struct memory_failure_entry {
1266         unsigned long pfn;
1267         int trapno;
1268         int flags;
1269 };
1270
1271 struct memory_failure_cpu {
1272         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1273                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1274         spinlock_t lock;
1275         struct work_struct work;
1276 };
1277
1278 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1279
1280 /**
1281  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1282  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1283  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1284  * @flags: Flags for memory failure handling
1285  *
1286  * This function is called by the low level hardware error handler
1287  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1288  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1289  * processes etc.
1290  *
1291  * The function is primarily of use for corruptions that
1292  * happen outside the current execution context (e.g. when
1293  * detected by a background scrubber)
1294  *
1295  * Can run in IRQ context.
1296  */
1297 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1298 {
1299         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1300         unsigned long proc_flags;
1301         struct memory_failure_entry entry = {
1302                 .pfn =          pfn,
1303                 .trapno =       trapno,
1304                 .flags =        flags,
1305         };
1306
1307         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1308         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1309         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1310                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1311         else
1312                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1313                        pfn);
1314         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1315         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1316 }
1317 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1318
1319 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1320 {
1321         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1322         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1323         unsigned long proc_flags;
1324         int gotten;
1325
1326         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1327         for (;;) {
1328                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1329                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1330                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1331                 if (!gotten)
1332                         break;
1333                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1334                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1335                 else
1336                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1337         }
1338 }
1339
1340 static int __init memory_failure_init(void)
1341 {
1342         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1343         int cpu;
1344
1345         for_each_possible_cpu(cpu) {
1346                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1347                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1348                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1349                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1350         }
1351
1352         return 0;
1353 }
1354 core_initcall(memory_failure_init);
1355
1356 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1357 ({                                                      \
1358         if (__ratelimit(rs))                            \
1359                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1360 })
1361
1362 /**
1363  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1364  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1365  *
1366  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1367  * memory_failure() earlier.
1368  *
1369  * This is only done on the software-level, so it only works
1370  * for linux injected failures, not real hardware failures
1371  *
1372  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1373  */
1374 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1375 {
1376         struct page *page;
1377         struct page *p;
1378         int freeit = 0;
1379         unsigned int nr_pages;
1380         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1381                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1382
1383         if (!pfn_valid(pfn))
1384                 return -ENXIO;
1385
1386         p = pfn_to_page(pfn);
1387         page = compound_head(p);
1388
1389         if (!PageHWPoison(p)) {
1390                 unpoison_pr_info("MCE: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1391                                  pfn, &unpoison_rs);
1392                 return 0;
1393         }
1394
1395         if (page_count(page) > 1) {
1396                 unpoison_pr_info("MCE: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1397                                  pfn, &unpoison_rs);
1398                 return 0;
1399         }
1400
1401         if (page_mapped(page)) {
1402                 unpoison_pr_info("MCE: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1403                                  pfn, &unpoison_rs);
1404                 return 0;
1405         }
1406
1407         if (page_mapping(page)) {
1408                 unpoison_pr_info("MCE: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1409                                  pfn, &unpoison_rs);
1410                 return 0;
1411         }
1412
1413         /*
1414          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1415          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1416          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1417          */
1418         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1419                 unpoison_pr_info("MCE: Memory failure is now running on %#lx\n",
1420                                  pfn, &unpoison_rs);
1421                 return 0;
1422         }
1423
1424         nr_pages = 1 << compound_order(page);
1425
1426         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1427                 /*
1428                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1429                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1430                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1431                  * to the end.
1432                  */
1433                 if (PageHuge(page)) {
1434                         unpoison_pr_info("MCE: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n",
1435                                          pfn, &unpoison_rs);
1436                         return 0;
1437                 }
1438                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1439                         num_poisoned_pages_dec();
1440                 unpoison_pr_info("MCE: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1441                                  pfn, &unpoison_rs);
1442                 return 0;
1443         }
1444
1445         lock_page(page);
1446         /*
1447          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1448          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1449          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1450          * the free buddy page pool.
1451          */
1452         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1453                 unpoison_pr_info("MCE: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1454                                  pfn, &unpoison_rs);
1455                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1456                 freeit = 1;
1457                 if (PageHuge(page))
1458                         clear_page_hwpoison_huge_page(page);
1459         }
1460         unlock_page(page);
1461
1462         put_hwpoison_page(page);
1463         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1464                 put_hwpoison_page(page);
1465
1466         return 0;
1467 }
1468 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1469
1470 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1471 {
1472         int nid = page_to_nid(p);
1473         if (PageHuge(p))
1474                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1475                                                    nid);
1476         else
1477                 return __alloc_pages_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1478 }
1479
1480 /*
1481  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1482  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1483  * that is not free, and 1 for any other page type.
1484  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1485  */
1486 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1487 {
1488         int ret;
1489
1490         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1491                 return 1;
1492
1493         /*
1494          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1495          * from free hugepage list.
1496          */
1497         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1498                 if (PageHuge(p)) {
1499                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1500                         ret = 0;
1501                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1502                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1503                         ret = 0;
1504                 } else {
1505                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1506                                 __func__, pfn, p->flags);
1507                         ret = -EIO;
1508                 }
1509         } else {
1510                 /* Not a free page */
1511                 ret = 1;
1512         }
1513         return ret;
1514 }
1515
1516 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1517 {
1518         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1519
1520         if (ret == 1 && !PageHuge(page) && !PageLRU(page)) {
1521                 /*
1522                  * Try to free it.
1523                  */
1524                 put_hwpoison_page(page);
1525                 shake_page(page, 1);
1526
1527                 /*
1528                  * Did it turn free?
1529                  */
1530                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1531                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1532                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1533                         put_hwpoison_page(page);
1534                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1535                                 pfn, page->flags);
1536                         return -EIO;
1537                 }
1538         }
1539         return ret;
1540 }
1541
1542 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1543 {
1544         int ret;
1545         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1546         struct page *hpage = compound_head(page);
1547         LIST_HEAD(pagelist);
1548
1549         /*
1550          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1551          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1552          */
1553         lock_page(hpage);
1554         if (PageHWPoison(hpage)) {
1555                 unlock_page(hpage);
1556                 put_hwpoison_page(hpage);
1557                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1558                 return -EBUSY;
1559         }
1560         unlock_page(hpage);
1561
1562         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1563         /*
1564          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1565          * so need to drop one here.
1566          */
1567         put_hwpoison_page(hpage);
1568         if (!ret) {
1569                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1570                 return -EBUSY;
1571         }
1572
1573         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1574                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1575         if (ret) {
1576                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1577                         pfn, ret, page->flags);
1578                 /*
1579                  * We know that soft_offline_huge_page() tries to migrate
1580                  * only one hugepage pointed to by hpage, so we need not
1581                  * run through the pagelist here.
1582                  */
1583                 putback_active_hugepage(hpage);
1584                 if (ret > 0)
1585                         ret = -EIO;
1586         } else {
1587                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1588                 if (PageHuge(page)) {
1589                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1590                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1591                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1592                 } else {
1593                         SetPageHWPoison(page);
1594                         num_poisoned_pages_inc();
1595                 }
1596         }
1597         return ret;
1598 }
1599
1600 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1601 {
1602         int ret;
1603         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1604
1605         /*
1606          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1607          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1608          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1609          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1610          */
1611         lock_page(page);
1612         wait_on_page_writeback(page);
1613         if (PageHWPoison(page)) {
1614                 unlock_page(page);
1615                 put_hwpoison_page(page);
1616                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1617                 return -EBUSY;
1618         }
1619         /*
1620          * Try to invalidate first. This should work for
1621          * non dirty unmapped page cache pages.
1622          */
1623         ret = invalidate_inode_page(page);
1624         unlock_page(page);
1625         /*
1626          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1627          * would need to fix isolation locking first.
1628          */
1629         if (ret == 1) {
1630                 put_hwpoison_page(page);
1631                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1632                 SetPageHWPoison(page);
1633                 num_poisoned_pages_inc();
1634                 return 0;
1635         }
1636
1637         /*
1638          * Simple invalidation didn't work.
1639          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1640          * handles a large number of cases for us.
1641          */
1642         ret = isolate_lru_page(page);
1643         /*
1644          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1645          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1646          */
1647         put_hwpoison_page(page);
1648         if (!ret) {
1649                 LIST_HEAD(pagelist);
1650                 inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1651                                         page_is_file_cache(page));
1652                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1653                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1654                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1655                 if (ret) {
1656                         if (!list_empty(&pagelist)) {
1657                                 list_del(&page->lru);
1658                                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1659                                                 page_is_file_cache(page));
1660                                 putback_lru_page(page);
1661                         }
1662
1663                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1664                                 pfn, ret, page->flags);
1665                         if (ret > 0)
1666                                 ret = -EIO;
1667                 }
1668         } else {
1669                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1670                         pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1671         }
1672         return ret;
1673 }
1674
1675 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1676 {
1677         int ret;
1678         struct page *hpage = compound_head(page);
1679
1680         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1681                 lock_page(hpage);
1682                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1683                         unlock_page(hpage);
1684                         if (!PageAnon(hpage))
1685                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1686                         else
1687                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1688                         put_hwpoison_page(hpage);
1689                         return -EBUSY;
1690                 }
1691                 unlock_page(hpage);
1692                 get_hwpoison_page(page);
1693                 put_hwpoison_page(hpage);
1694         }
1695
1696         if (PageHuge(page))
1697                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1698         else
1699                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1700
1701         return ret;
1702 }
1703
1704 static void soft_offline_free_page(struct page *page)
1705 {
1706         if (PageHuge(page)) {
1707                 struct page *hpage = compound_head(page);
1708
1709                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1710                 if (!dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage))
1711                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1712         } else {
1713                 if (!TestSetPageHWPoison(page))
1714                         num_poisoned_pages_inc();
1715         }
1716 }
1717
1718 /**
1719  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1720  * @page: page to offline
1721  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1722  *
1723  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1724  *
1725  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1726  * without killing anything. This is for the case when
1727  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1728  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1729  * out.
1730  *
1731  * The actual policy on when to do that is maintained by
1732  * user space.
1733  *
1734  * This should never impact any application or cause data loss,
1735  * however it might take some time.
1736  *
1737  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1738  * ``good enough'' for the majority of memory.
1739  */
1740 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1741 {
1742         int ret;
1743         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1744
1745         if (PageHWPoison(page)) {
1746                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1747                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1748                         put_hwpoison_page(page);
1749                 return -EBUSY;
1750         }
1751
1752         get_online_mems();
1753         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1754         put_online_mems();
1755
1756         if (ret > 0)
1757                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1758         else if (ret == 0)
1759                 soft_offline_free_page(page);
1760
1761         return ret;
1762 }