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