Merge branch 'locking/atomics' into locking/core, to pick up WIP commits
[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/memremap.h>
59 #include <linux/kfifo.h>
60 #include <linux/ratelimit.h>
61 #include <linux/page-isolation.h>
62 #include "internal.h"
63 #include "ras/ras_event.h"
64
65 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
66
67 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
68
69 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
70
71 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
72
73 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
74 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
75 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
76 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
77 u64 hwpoison_filter_flags_value;
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
80 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
81 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
82 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
83
84 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
85 {
86         struct address_space *mapping;
87         dev_t dev;
88
89         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
90             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
91                 return 0;
92
93         /*
94          * page_mapping() does not accept slab pages.
95          */
96         if (PageSlab(p))
97                 return -EINVAL;
98
99         mapping = page_mapping(p);
100         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
101                 return -EINVAL;
102
103         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
104         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
105             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
106                 return -EINVAL;
107         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
108             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
109                 return -EINVAL;
110
111         return 0;
112 }
113
114 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
115 {
116         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
117                 return 0;
118
119         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
120                                     hwpoison_filter_flags_value)
121                 return 0;
122         else
123                 return -EINVAL;
124 }
125
126 /*
127  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
128  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
129  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
130  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
131  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
132  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
133  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
134  * a freed page.
135  */
136 #ifdef CONFIG_MEMCG
137 u64 hwpoison_filter_memcg;
138 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
139 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
140 {
141         if (!hwpoison_filter_memcg)
142                 return 0;
143
144         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
145                 return -EINVAL;
146
147         return 0;
148 }
149 #else
150 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
151 #endif
152
153 int hwpoison_filter(struct page *p)
154 {
155         if (!hwpoison_filter_enable)
156                 return 0;
157
158         if (hwpoison_filter_dev(p))
159                 return -EINVAL;
160
161         if (hwpoison_filter_flags(p))
162                 return -EINVAL;
163
164         if (hwpoison_filter_task(p))
165                 return -EINVAL;
166
167         return 0;
168 }
169 #else
170 int hwpoison_filter(struct page *p)
171 {
172         return 0;
173 }
174 #endif
175
176 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
177
178 /*
179  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
180  * the page.
181  *
182  * General strategy:
183  * Find all processes having the page mapped and kill them.
184  * But we keep a page reference around so that the page is not
185  * actually freed yet.
186  * Then stash the page away
187  *
188  * There's no convenient way to get back to mapped processes
189  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
190  * running processes.
191  *
192  * Remember that machine checks are not common (or rather
193  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
194  * be a performance issue.
195  *
196  * Also there are some races possible while we get from the
197  * error detection to actually handle it.
198  */
199
200 struct to_kill {
201         struct list_head nd;
202         struct task_struct *tsk;
203         unsigned long addr;
204         short size_shift;
205         char addr_valid;
206 };
207
208 /*
209  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
210  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
211  * ``action required'' if error happened in current execution context
212  */
213 static int kill_proc(struct to_kill *tk, unsigned long pfn, int flags)
214 {
215         struct task_struct *t = tk->tsk;
216         short addr_lsb = tk->size_shift;
217         int ret;
218
219         pr_err("Memory failure: %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
220                 pfn, t->comm, t->pid);
221
222         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
223                 ret = force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)tk->addr,
224                                        addr_lsb, current);
225         } else {
226                 /*
227                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
228                  * can be temporarily blocked.
229                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
230                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
231                  */
232                 ret = send_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AO, (void __user *)tk->addr,
233                                       addr_lsb, t);  /* synchronous? */
234         }
235         if (ret < 0)
236                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
237                         t->comm, t->pid, ret);
238         return ret;
239 }
240
241 /*
242  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
243  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
244  */
245 void shake_page(struct page *p, int access)
246 {
247         if (PageHuge(p))
248                 return;
249
250         if (!PageSlab(p)) {
251                 lru_add_drain_all();
252                 if (PageLRU(p))
253                         return;
254                 drain_all_pages(page_zone(p));
255                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
256                         return;
257         }
258
259         /*
260          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
261          * other caches) if access is not potentially fatal.
262          */
263         if (access)
264                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
265 }
266 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
267
268 static unsigned long dev_pagemap_mapping_shift(struct page *page,
269                 struct vm_area_struct *vma)
270 {
271         unsigned long address = vma_address(page, vma);
272         pgd_t *pgd;
273         p4d_t *p4d;
274         pud_t *pud;
275         pmd_t *pmd;
276         pte_t *pte;
277
278         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, address);
279         if (!pgd_present(*pgd))
280                 return 0;
281         p4d = p4d_offset(pgd, address);
282         if (!p4d_present(*p4d))
283                 return 0;
284         pud = pud_offset(p4d, address);
285         if (!pud_present(*pud))
286                 return 0;
287         if (pud_devmap(*pud))
288                 return PUD_SHIFT;
289         pmd = pmd_offset(pud, address);
290         if (!pmd_present(*pmd))
291                 return 0;
292         if (pmd_devmap(*pmd))
293                 return PMD_SHIFT;
294         pte = pte_offset_map(pmd, address);
295         if (!pte_present(*pte))
296                 return 0;
297         if (pte_devmap(*pte))
298                 return PAGE_SHIFT;
299         return 0;
300 }
301
302 /*
303  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
304  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
305  */
306
307 /*
308  * Schedule a process for later kill.
309  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
310  * TBD would GFP_NOIO be enough?
311  */
312 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
313                        struct vm_area_struct *vma,
314                        struct list_head *to_kill,
315                        struct to_kill **tkc)
316 {
317         struct to_kill *tk;
318
319         if (*tkc) {
320                 tk = *tkc;
321                 *tkc = NULL;
322         } else {
323                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
324                 if (!tk) {
325                         pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
326                         return;
327                 }
328         }
329         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
330         tk->addr_valid = 1;
331         if (is_zone_device_page(p))
332                 tk->size_shift = dev_pagemap_mapping_shift(p, vma);
333         else
334                 tk->size_shift = compound_order(compound_head(p)) + PAGE_SHIFT;
335
336         /*
337          * In theory we don't have to kill when the page was
338          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
339          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
340          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
341          */
342         if (tk->addr == -EFAULT || tk->size_shift == 0) {
343                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
344                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
345                 tk->addr_valid = 0;
346         }
347         get_task_struct(tsk);
348         tk->tsk = tsk;
349         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
350 }
351
352 /*
353  * Kill the processes that have been collected earlier.
354  *
355  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
356  * (this is used for clean pages which do not need killing)
357  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
358  * wrong earlier.
359  */
360 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, bool fail,
361                 unsigned long pfn, int flags)
362 {
363         struct to_kill *tk, *next;
364
365         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
366                 if (forcekill) {
367                         /*
368                          * In case something went wrong with munmapping
369                          * make sure the process doesn't catch the
370                          * signal and then access the memory. Just kill it.
371                          */
372                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
373                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
374                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
375                                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV,
376                                                  tk->tsk, PIDTYPE_PID);
377                         }
378
379                         /*
380                          * In theory the process could have mapped
381                          * something else on the address in-between. We could
382                          * check for that, but we need to tell the
383                          * process anyways.
384                          */
385                         else if (kill_proc(tk, pfn, flags) < 0)
386                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
387                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
388                 }
389                 put_task_struct(tk->tsk);
390                 kfree(tk);
391         }
392 }
393
394 /*
395  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
396  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
397  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
398  *
399  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
400  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
401  */
402 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
403 {
404         struct task_struct *t;
405
406         for_each_thread(tsk, t)
407                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
408                         return t;
409         return NULL;
410 }
411
412 /*
413  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
414  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
415  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
416  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
417  */
418 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
419                                            int force_early)
420 {
421         struct task_struct *t;
422         if (!tsk->mm)
423                 return NULL;
424         if (force_early)
425                 return tsk;
426         t = find_early_kill_thread(tsk);
427         if (t)
428                 return t;
429         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
430                 return tsk;
431         return NULL;
432 }
433
434 /*
435  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
436  */
437 static void collect_procs_anon(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 anon_vma *av;
443         pgoff_t pgoff;
444
445         av = page_lock_anon_vma_read(page);
446         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
447                 return;
448
449         pgoff = page_to_pgoff(page);
450         read_lock(&tasklist_lock);
451         for_each_process (tsk) {
452                 struct anon_vma_chain *vmac;
453                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
454
455                 if (!t)
456                         continue;
457                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
458                                                pgoff, pgoff) {
459                         vma = vmac->vma;
460                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
461                                 continue;
462                         if (vma->vm_mm == t->mm)
463                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
464                 }
465         }
466         read_unlock(&tasklist_lock);
467         page_unlock_anon_vma_read(av);
468 }
469
470 /*
471  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
472  */
473 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
474                               struct to_kill **tkc, int force_early)
475 {
476         struct vm_area_struct *vma;
477         struct task_struct *tsk;
478         struct address_space *mapping = page->mapping;
479
480         i_mmap_lock_read(mapping);
481         read_lock(&tasklist_lock);
482         for_each_process(tsk) {
483                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
484                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
485
486                 if (!t)
487                         continue;
488                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
489                                       pgoff) {
490                         /*
491                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
492                          * the page but the corrupted page is not necessarily
493                          * mapped it in its pte.
494                          * Assume applications who requested early kill want
495                          * to be informed of all such data corruptions.
496                          */
497                         if (vma->vm_mm == t->mm)
498                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
499                 }
500         }
501         read_unlock(&tasklist_lock);
502         i_mmap_unlock_read(mapping);
503 }
504
505 /*
506  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
507  * This is done in two steps for locking reasons.
508  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
509  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
510  */
511 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
512                                 int force_early)
513 {
514         struct to_kill *tk;
515
516         if (!page->mapping)
517                 return;
518
519         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
520         if (!tk)
521                 return;
522         if (PageAnon(page))
523                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
524         else
525                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
526         kfree(tk);
527 }
528
529 static const char *action_name[] = {
530         [MF_IGNORED] = "Ignored",
531         [MF_FAILED] = "Failed",
532         [MF_DELAYED] = "Delayed",
533         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
534 };
535
536 static const char * const action_page_types[] = {
537         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
538         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
539         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
540         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
541         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
542         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
543         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
544         [MF_MSG_NON_PMD_HUGE]           = "non-pmd-sized huge page",
545         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
546         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
547         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
548         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
549         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
550         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
551         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
552         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
553         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
554         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
555         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
556         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
557         [MF_MSG_DAX]                    = "dax page",
558         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
559 };
560
561 /*
562  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
563  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
564  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
565  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
566  */
567 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
568 {
569         if (!isolate_lru_page(p)) {
570                 /*
571                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
572                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
573                  */
574                 ClearPageActive(p);
575                 ClearPageUnevictable(p);
576
577                 /*
578                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
579                  * to uncharge it manually from its memcg.
580                  */
581                 mem_cgroup_uncharge(p);
582
583                 /*
584                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
585                  */
586                 put_page(p);
587                 return 0;
588         }
589         return -EIO;
590 }
591
592 static int truncate_error_page(struct page *p, unsigned long pfn,
593                                 struct address_space *mapping)
594 {
595         int ret = MF_FAILED;
596
597         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
598                 int err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
599
600                 if (err != 0) {
601                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
602                                 pfn, err);
603                 } else if (page_has_private(p) &&
604                            !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
605                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
606                                 pfn);
607                 } else {
608                         ret = MF_RECOVERED;
609                 }
610         } else {
611                 /*
612                  * If the file system doesn't support it just invalidate
613                  * This fails on dirty or anything with private pages
614                  */
615                 if (invalidate_inode_page(p))
616                         ret = MF_RECOVERED;
617                 else
618                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
619                                 pfn);
620         }
621
622         return ret;
623 }
624
625 /*
626  * Error hit kernel page.
627  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
628  * could be more sophisticated.
629  */
630 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
631 {
632         return MF_IGNORED;
633 }
634
635 /*
636  * Page in unknown state. Do nothing.
637  */
638 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
639 {
640         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
641         return MF_FAILED;
642 }
643
644 /*
645  * Clean (or cleaned) page cache page.
646  */
647 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
648 {
649         struct address_space *mapping;
650
651         delete_from_lru_cache(p);
652
653         /*
654          * For anonymous pages we're done the only reference left
655          * should be the one m_f() holds.
656          */
657         if (PageAnon(p))
658                 return MF_RECOVERED;
659
660         /*
661          * Now truncate the page in the page cache. This is really
662          * more like a "temporary hole punch"
663          * Don't do this for block devices when someone else
664          * has a reference, because it could be file system metadata
665          * and that's not safe to truncate.
666          */
667         mapping = page_mapping(p);
668         if (!mapping) {
669                 /*
670                  * Page has been teared down in the meanwhile
671                  */
672                 return MF_FAILED;
673         }
674
675         /*
676          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
677          *
678          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
679          */
680         return truncate_error_page(p, pfn, mapping);
681 }
682
683 /*
684  * Dirty pagecache page
685  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
686  * propagated.
687  */
688 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
689 {
690         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
691
692         SetPageError(p);
693         /* TBD: print more information about the file. */
694         if (mapping) {
695                 /*
696                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
697                  * who check the mapping.
698                  * This way the application knows that something went
699                  * wrong with its dirty file data.
700                  *
701                  * There's one open issue:
702                  *
703                  * The EIO will be only reported on the next IO
704                  * operation and then cleared through the IO map.
705                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
706                  * first through the AS_EIO flag in the address space
707                  * and then through the PageError flag in the page.
708                  * Since we drop pages on memory failure handling the
709                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
710                  *
711                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
712                  * the first operation that returns an error, while
713                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
714                  * when the page is reread or dropped.  If an
715                  * application assumes it will always get error on
716                  * fsync, but does other operations on the fd before
717                  * and the page is dropped between then the error
718                  * will not be properly reported.
719                  *
720                  * This can already happen even without hwpoisoned
721                  * pages: first on metadata IO errors (which only
722                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
723                  * at the wrong time.
724                  *
725                  * So right now we assume that the application DTRT on
726                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
727                  * of the kernel.
728                  */
729                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
730         }
731
732         return me_pagecache_clean(p, pfn);
733 }
734
735 /*
736  * Clean and dirty swap cache.
737  *
738  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
739  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
740  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
741  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
742  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
743  * and then
744  *      - clear dirty bit to prevent IO
745  *      - remove from LRU
746  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
747  *        a later page fault, we know the application is accessing
748  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
749  *        interception code in do_swap_page to catch it).
750  *
751  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
752  * bring in the known good data from disk.
753  */
754 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
755 {
756         ClearPageDirty(p);
757         /* Trigger EIO in shmem: */
758         ClearPageUptodate(p);
759
760         if (!delete_from_lru_cache(p))
761                 return MF_DELAYED;
762         else
763                 return MF_FAILED;
764 }
765
766 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
767 {
768         delete_from_swap_cache(p);
769
770         if (!delete_from_lru_cache(p))
771                 return MF_RECOVERED;
772         else
773                 return MF_FAILED;
774 }
775
776 /*
777  * Huge pages. Needs work.
778  * Issues:
779  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
780  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
781  */
782 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
783 {
784         int res = 0;
785         struct page *hpage = compound_head(p);
786         struct address_space *mapping;
787
788         if (!PageHuge(hpage))
789                 return MF_DELAYED;
790
791         mapping = page_mapping(hpage);
792         if (mapping) {
793                 res = truncate_error_page(hpage, pfn, mapping);
794         } else {
795                 unlock_page(hpage);
796                 /*
797                  * migration entry prevents later access on error anonymous
798                  * hugepage, so we can free and dissolve it into buddy to
799                  * save healthy subpages.
800                  */
801                 if (PageAnon(hpage))
802                         put_page(hpage);
803                 dissolve_free_huge_page(p);
804                 res = MF_RECOVERED;
805                 lock_page(hpage);
806         }
807
808         return res;
809 }
810
811 /*
812  * Various page states we can handle.
813  *
814  * A page state is defined by its current page->flags bits.
815  * The table matches them in order and calls the right handler.
816  *
817  * This is quite tricky because we can access page at any time
818  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
819  *
820  * This is not complete. More states could be added.
821  * For any missing state don't attempt recovery.
822  */
823
824 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
825 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
826 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
827 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
828 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
829 #define lru             (1UL << PG_lru)
830 #define head            (1UL << PG_head)
831 #define slab            (1UL << PG_slab)
832 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
833
834 static struct page_state {
835         unsigned long mask;
836         unsigned long res;
837         enum mf_action_page_type type;
838         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
839 } error_states[] = {
840         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
841         /*
842          * free pages are specially detected outside this table:
843          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
844          */
845
846         /*
847          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
848          * currently unused objects without touching them. But just
849          * treat it as standard kernel for now.
850          */
851         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
852
853         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
854
855         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
856         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
857
858         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
859         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
860
861         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
862         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
863
864         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
865         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
866
867         /*
868          * Catchall entry: must be at end.
869          */
870         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
871 };
872
873 #undef dirty
874 #undef sc
875 #undef unevict
876 #undef mlock
877 #undef writeback
878 #undef lru
879 #undef head
880 #undef slab
881 #undef reserved
882
883 /*
884  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
885  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
886  */
887 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
888                           enum mf_result result)
889 {
890         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
891
892         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
893                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
894 }
895
896 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
897                         unsigned long pfn)
898 {
899         int result;
900         int count;
901
902         result = ps->action(p, pfn);
903
904         count = page_count(p) - 1;
905         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
906                 count--;
907         if (count > 0) {
908                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
909                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
910                 result = MF_FAILED;
911         }
912         action_result(pfn, ps->type, result);
913
914         /* Could do more checks here if page looks ok */
915         /*
916          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
917          */
918
919         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
920 }
921
922 /**
923  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
924  * @page:       raw error page (hit by memory error)
925  *
926  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
927  * non-zero value.)
928  */
929 int get_hwpoison_page(struct page *page)
930 {
931         struct page *head = compound_head(page);
932
933         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
934                 /*
935                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
936                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
937                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
938                  * tries to touch the "partially handled" page.
939                  */
940                 if (!PageAnon(head)) {
941                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
942                                 page_to_pfn(page));
943                         return 0;
944                 }
945         }
946
947         if (get_page_unless_zero(head)) {
948                 if (head == compound_head(page))
949                         return 1;
950
951                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
952                         page_to_pfn(page));
953                 put_page(head);
954         }
955
956         return 0;
957 }
958 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
959
960 /*
961  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
962  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
963  */
964 static bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
965                                   int flags, struct page **hpagep)
966 {
967         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
968         struct address_space *mapping;
969         LIST_HEAD(tokill);
970         bool unmap_success;
971         int kill = 1, forcekill;
972         struct page *hpage = *hpagep;
973         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
974
975         /*
976          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
977          * other types of pages.
978          */
979         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
980                 return true;
981         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
982                 return true;
983
984         /*
985          * This check implies we don't kill processes if their pages
986          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
987          */
988         if (!page_mapped(hpage))
989                 return true;
990
991         if (PageKsm(p)) {
992                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
993                 return false;
994         }
995
996         if (PageSwapCache(p)) {
997                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
998                         pfn);
999                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1000         }
1001
1002         /*
1003          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
1004          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
1005          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
1006          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
1007          */
1008         mapping = page_mapping(hpage);
1009         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
1010             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
1011                 if (page_mkclean(hpage)) {
1012                         SetPageDirty(hpage);
1013                 } else {
1014                         kill = 0;
1015                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1016                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
1017                                 pfn);
1018                 }
1019         }
1020
1021         /*
1022          * First collect all the processes that have the page
1023          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1024          * because ttu takes the rmap data structures down.
1025          *
1026          * Error handling: We ignore errors here because
1027          * there's nothing that can be done.
1028          */
1029         if (kill)
1030                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1031
1032         unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
1033         if (!unmap_success)
1034                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1035                        pfn, page_mapcount(hpage));
1036
1037         /*
1038          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
1039          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
1040          */
1041         if (mlocked)
1042                 shake_page(hpage, 0);
1043
1044         /*
1045          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1046          * struct page and all unmaps done we can decide if
1047          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1048          * was dirty or the process is not restartable,
1049          * otherwise the tokill list is merely
1050          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1051          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1052          * any accesses to the poisoned memory.
1053          */
1054         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1055         kill_procs(&tokill, forcekill, !unmap_success, pfn, flags);
1056
1057         return unmap_success;
1058 }
1059
1060 static int identify_page_state(unsigned long pfn, struct page *p,
1061                                 unsigned long page_flags)
1062 {
1063         struct page_state *ps;
1064
1065         /*
1066          * The first check uses the current page flags which may not have any
1067          * relevant information. The second check with the saved page flags is
1068          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1069          */
1070         for (ps = error_states;; ps++)
1071                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1072                         break;
1073
1074         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1075
1076         if (!ps->mask)
1077                 for (ps = error_states;; ps++)
1078                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1079                                 break;
1080         return page_action(ps, p, pfn);
1081 }
1082
1083 static int memory_failure_hugetlb(unsigned long pfn, int flags)
1084 {
1085         struct page *p = pfn_to_page(pfn);
1086         struct page *head = compound_head(p);
1087         int res;
1088         unsigned long page_flags;
1089
1090         if (TestSetPageHWPoison(head)) {
1091                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1092                        pfn);
1093                 return 0;
1094         }
1095
1096         num_poisoned_pages_inc();
1097
1098         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1099                 /*
1100                  * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1101                  */
1102                 lock_page(head);
1103                 if (PageHWPoison(head)) {
1104                         if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1105                             || (p != head && TestSetPageHWPoison(head))) {
1106                                 num_poisoned_pages_dec();
1107                                 unlock_page(head);
1108                                 return 0;
1109                         }
1110                 }
1111                 unlock_page(head);
1112                 dissolve_free_huge_page(p);
1113                 action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE, MF_DELAYED);
1114                 return 0;
1115         }
1116
1117         lock_page(head);
1118         page_flags = head->flags;
1119
1120         if (!PageHWPoison(head)) {
1121                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1122                 num_poisoned_pages_dec();
1123                 unlock_page(head);
1124                 put_hwpoison_page(head);
1125                 return 0;
1126         }
1127
1128         /*
1129          * TODO: hwpoison for pud-sized hugetlb doesn't work right now, so
1130          * simply disable it. In order to make it work properly, we need
1131          * make sure that:
1132          *  - conversion of a pud that maps an error hugetlb into hwpoison
1133          *    entry properly works, and
1134          *  - other mm code walking over page table is aware of pud-aligned
1135          *    hwpoison entries.
1136          */
1137         if (huge_page_size(page_hstate(head)) > PMD_SIZE) {
1138                 action_result(pfn, MF_MSG_NON_PMD_HUGE, MF_IGNORED);
1139                 res = -EBUSY;
1140                 goto out;
1141         }
1142
1143         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &head)) {
1144                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1145                 res = -EBUSY;
1146                 goto out;
1147         }
1148
1149         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1150 out:
1151         unlock_page(head);
1152         return res;
1153 }
1154
1155 static int memory_failure_dev_pagemap(unsigned long pfn, int flags,
1156                 struct dev_pagemap *pgmap)
1157 {
1158         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1159         const bool unmap_success = true;
1160         unsigned long size = 0;
1161         struct to_kill *tk;
1162         LIST_HEAD(tokill);
1163         int rc = -EBUSY;
1164         loff_t start;
1165         dax_entry_t cookie;
1166
1167         /*
1168          * Prevent the inode from being freed while we are interrogating
1169          * the address_space, typically this would be handled by
1170          * lock_page(), but dax pages do not use the page lock. This
1171          * also prevents changes to the mapping of this pfn until
1172          * poison signaling is complete.
1173          */
1174         cookie = dax_lock_page(page);
1175         if (!cookie)
1176                 goto out;
1177
1178         if (hwpoison_filter(page)) {
1179                 rc = 0;
1180                 goto unlock;
1181         }
1182
1183         switch (pgmap->type) {
1184         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1185         case MEMORY_DEVICE_PUBLIC:
1186                 /*
1187                  * TODO: Handle HMM pages which may need coordination
1188                  * with device-side memory.
1189                  */
1190                 goto unlock;
1191         default:
1192                 break;
1193         }
1194
1195         /*
1196          * Use this flag as an indication that the dax page has been
1197          * remapped UC to prevent speculative consumption of poison.
1198          */
1199         SetPageHWPoison(page);
1200
1201         /*
1202          * Unlike System-RAM there is no possibility to swap in a
1203          * different physical page at a given virtual address, so all
1204          * userspace consumption of ZONE_DEVICE memory necessitates
1205          * SIGBUS (i.e. MF_MUST_KILL)
1206          */
1207         flags |= MF_ACTION_REQUIRED | MF_MUST_KILL;
1208         collect_procs(page, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1209
1210         list_for_each_entry(tk, &tokill, nd)
1211                 if (tk->size_shift)
1212                         size = max(size, 1UL << tk->size_shift);
1213         if (size) {
1214                 /*
1215                  * Unmap the largest mapping to avoid breaking up
1216                  * device-dax mappings which are constant size. The
1217                  * actual size of the mapping being torn down is
1218                  * communicated in siginfo, see kill_proc()
1219                  */
1220                 start = (page->index << PAGE_SHIFT) & ~(size - 1);
1221                 unmap_mapping_range(page->mapping, start, start + size, 0);
1222         }
1223         kill_procs(&tokill, flags & MF_MUST_KILL, !unmap_success, pfn, flags);
1224         rc = 0;
1225 unlock:
1226         dax_unlock_page(page, cookie);
1227 out:
1228         /* drop pgmap ref acquired in caller */
1229         put_dev_pagemap(pgmap);
1230         action_result(pfn, MF_MSG_DAX, rc ? MF_FAILED : MF_RECOVERED);
1231         return rc;
1232 }
1233
1234 /**
1235  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1236  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1237  * @flags: fine tune action taken
1238  *
1239  * This function is called by the low level machine check code
1240  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1241  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1242  * dropping pages, killing processes etc.
1243  *
1244  * The function is primarily of use for corruptions that
1245  * happen outside the current execution context (e.g. when
1246  * detected by a background scrubber)
1247  *
1248  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1249  * enabled and no spinlocks hold.
1250  */
1251 int memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
1252 {
1253         struct page *p;
1254         struct page *hpage;
1255         struct page *orig_head;
1256         struct dev_pagemap *pgmap;
1257         int res;
1258         unsigned long page_flags;
1259
1260         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1261                 panic("Memory failure on page %lx", pfn);
1262
1263         if (!pfn_valid(pfn)) {
1264                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1265                         pfn);
1266                 return -ENXIO;
1267         }
1268
1269         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
1270         if (pgmap)
1271                 return memory_failure_dev_pagemap(pfn, flags, pgmap);
1272
1273         p = pfn_to_page(pfn);
1274         if (PageHuge(p))
1275                 return memory_failure_hugetlb(pfn, flags);
1276         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1277                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1278                         pfn);
1279                 return 0;
1280         }
1281
1282         orig_head = hpage = compound_head(p);
1283         num_poisoned_pages_inc();
1284
1285         /*
1286          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1287          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1288          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1289          * 2) it's part of a non-compound high order page.
1290          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1291          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1292          *    used and will be freed some time later.
1293          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1294          * that may make page_ref_freeze()/page_ref_unfreeze() mismatch.
1295          */
1296         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1297                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1298                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1299                         return 0;
1300                 } else {
1301                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1302                         return -EBUSY;
1303                 }
1304         }
1305
1306         if (PageTransHuge(hpage)) {
1307                 lock_page(p);
1308                 if (!PageAnon(p) || unlikely(split_huge_page(p))) {
1309                         unlock_page(p);
1310                         if (!PageAnon(p))
1311                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1312                                         pfn);
1313                         else
1314                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1315                                         pfn);
1316                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1317                                 num_poisoned_pages_dec();
1318                         put_hwpoison_page(p);
1319                         return -EBUSY;
1320                 }
1321                 unlock_page(p);
1322                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1323                 hpage = compound_head(p);
1324         }
1325
1326         /*
1327          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1328          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1329          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1330          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1331          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1332          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1333          */
1334         shake_page(p, 0);
1335         /* shake_page could have turned it free. */
1336         if (!PageLRU(p) && is_free_buddy_page(p)) {
1337                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1338                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1339                 else
1340                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND, MF_DELAYED);
1341                 return 0;
1342         }
1343
1344         lock_page(p);
1345
1346         /*
1347          * The page could have changed compound pages during the locking.
1348          * If this happens just bail out.
1349          */
1350         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1351                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1352                 res = -EBUSY;
1353                 goto out;
1354         }
1355
1356         /*
1357          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1358          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1359          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1360          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1361          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1362          */
1363         if (PageHuge(p))
1364                 page_flags = hpage->flags;
1365         else
1366                 page_flags = p->flags;
1367
1368         /*
1369          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1370          */
1371         if (!PageHWPoison(p)) {
1372                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1373                 num_poisoned_pages_dec();
1374                 unlock_page(p);
1375                 put_hwpoison_page(p);
1376                 return 0;
1377         }
1378         if (hwpoison_filter(p)) {
1379                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1380                         num_poisoned_pages_dec();
1381                 unlock_page(p);
1382                 put_hwpoison_page(p);
1383                 return 0;
1384         }
1385
1386         if (!PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1387                 goto identify_page_state;
1388
1389         /*
1390          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1391          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1392          */
1393         wait_on_page_writeback(p);
1394
1395         /*
1396          * Now take care of user space mappings.
1397          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1398          *
1399          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1400          * page after thp split.
1401          */
1402         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &hpage)) {
1403                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1404                 res = -EBUSY;
1405                 goto out;
1406         }
1407
1408         /*
1409          * Torn down by someone else?
1410          */
1411         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1412                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1413                 res = -EBUSY;
1414                 goto out;
1415         }
1416
1417 identify_page_state:
1418         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1419 out:
1420         unlock_page(p);
1421         return res;
1422 }
1423 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1424
1425 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1426 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1427
1428 struct memory_failure_entry {
1429         unsigned long pfn;
1430         int flags;
1431 };
1432
1433 struct memory_failure_cpu {
1434         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1435                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1436         spinlock_t lock;
1437         struct work_struct work;
1438 };
1439
1440 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1441
1442 /**
1443  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1444  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1445  * @flags: Flags for memory failure handling
1446  *
1447  * This function is called by the low level hardware error handler
1448  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1449  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1450  * processes etc.
1451  *
1452  * The function is primarily of use for corruptions that
1453  * happen outside the current execution context (e.g. when
1454  * detected by a background scrubber)
1455  *
1456  * Can run in IRQ context.
1457  */
1458 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
1459 {
1460         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1461         unsigned long proc_flags;
1462         struct memory_failure_entry entry = {
1463                 .pfn =          pfn,
1464                 .flags =        flags,
1465         };
1466
1467         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1468         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1469         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1470                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1471         else
1472                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1473                        pfn);
1474         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1475         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1476 }
1477 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1478
1479 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1480 {
1481         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1482         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1483         unsigned long proc_flags;
1484         int gotten;
1485
1486         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1487         for (;;) {
1488                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1489                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1490                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1491                 if (!gotten)
1492                         break;
1493                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1494                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1495                 else
1496                         memory_failure(entry.pfn, entry.flags);
1497         }
1498 }
1499
1500 static int __init memory_failure_init(void)
1501 {
1502         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1503         int cpu;
1504
1505         for_each_possible_cpu(cpu) {
1506                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1507                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1508                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1509                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1510         }
1511
1512         return 0;
1513 }
1514 core_initcall(memory_failure_init);
1515
1516 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1517 ({                                                      \
1518         if (__ratelimit(rs))                            \
1519                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1520 })
1521
1522 /**
1523  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1524  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1525  *
1526  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1527  * memory_failure() earlier.
1528  *
1529  * This is only done on the software-level, so it only works
1530  * for linux injected failures, not real hardware failures
1531  *
1532  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1533  */
1534 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1535 {
1536         struct page *page;
1537         struct page *p;
1538         int freeit = 0;
1539         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1540                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1541
1542         if (!pfn_valid(pfn))
1543                 return -ENXIO;
1544
1545         p = pfn_to_page(pfn);
1546         page = compound_head(p);
1547
1548         if (!PageHWPoison(p)) {
1549                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1550                                  pfn, &unpoison_rs);
1551                 return 0;
1552         }
1553
1554         if (page_count(page) > 1) {
1555                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1556                                  pfn, &unpoison_rs);
1557                 return 0;
1558         }
1559
1560         if (page_mapped(page)) {
1561                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1562                                  pfn, &unpoison_rs);
1563                 return 0;
1564         }
1565
1566         if (page_mapping(page)) {
1567                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1568                                  pfn, &unpoison_rs);
1569                 return 0;
1570         }
1571
1572         /*
1573          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1574          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1575          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1576          */
1577         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1578                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1579                                  pfn, &unpoison_rs);
1580                 return 0;
1581         }
1582
1583         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1584                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1585                         num_poisoned_pages_dec();
1586                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1587                                  pfn, &unpoison_rs);
1588                 return 0;
1589         }
1590
1591         lock_page(page);
1592         /*
1593          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1594          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1595          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1596          * the free buddy page pool.
1597          */
1598         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1599                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1600                                  pfn, &unpoison_rs);
1601                 num_poisoned_pages_dec();
1602                 freeit = 1;
1603         }
1604         unlock_page(page);
1605
1606         put_hwpoison_page(page);
1607         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1608                 put_hwpoison_page(page);
1609
1610         return 0;
1611 }
1612 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1613
1614 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private)
1615 {
1616         int nid = page_to_nid(p);
1617
1618         return new_page_nodemask(p, nid, &node_states[N_MEMORY]);
1619 }
1620
1621 /*
1622  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1623  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1624  * that is not free, and 1 for any other page type.
1625  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1626  */
1627 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1628 {
1629         int ret;
1630
1631         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1632                 return 1;
1633
1634         /*
1635          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1636          * from free hugepage list.
1637          */
1638         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1639                 if (PageHuge(p)) {
1640                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1641                         ret = 0;
1642                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1643                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1644                         ret = 0;
1645                 } else {
1646                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1647                                 __func__, pfn, p->flags);
1648                         ret = -EIO;
1649                 }
1650         } else {
1651                 /* Not a free page */
1652                 ret = 1;
1653         }
1654         return ret;
1655 }
1656
1657 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1658 {
1659         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1660
1661         if (ret == 1 && !PageHuge(page) &&
1662             !PageLRU(page) && !__PageMovable(page)) {
1663                 /*
1664                  * Try to free it.
1665                  */
1666                 put_hwpoison_page(page);
1667                 shake_page(page, 1);
1668
1669                 /*
1670                  * Did it turn free?
1671                  */
1672                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1673                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1674                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1675                         put_hwpoison_page(page);
1676                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx (%pGp)\n",
1677                                 pfn, page->flags, &page->flags);
1678                         return -EIO;
1679                 }
1680         }
1681         return ret;
1682 }
1683
1684 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1685 {
1686         int ret;
1687         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1688         struct page *hpage = compound_head(page);
1689         LIST_HEAD(pagelist);
1690
1691         /*
1692          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1693          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1694          */
1695         lock_page(hpage);
1696         if (PageHWPoison(hpage)) {
1697                 unlock_page(hpage);
1698                 put_hwpoison_page(hpage);
1699                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1700                 return -EBUSY;
1701         }
1702         unlock_page(hpage);
1703
1704         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1705         /*
1706          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1707          * so need to drop one here.
1708          */
1709         put_hwpoison_page(hpage);
1710         if (!ret) {
1711                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1712                 return -EBUSY;
1713         }
1714
1715         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1716                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1717         if (ret) {
1718                 pr_info("soft offline: %#lx: hugepage migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1719                         pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1720                 if (!list_empty(&pagelist))
1721                         putback_movable_pages(&pagelist);
1722                 if (ret > 0)
1723                         ret = -EIO;
1724         } else {
1725                 /*
1726                  * We set PG_hwpoison only when the migration source hugepage
1727                  * was successfully dissolved, because otherwise hwpoisoned
1728                  * hugepage remains on free hugepage list, then userspace will
1729                  * find it as SIGBUS by allocation failure. That's not expected
1730                  * in soft-offlining.
1731                  */
1732                 ret = dissolve_free_huge_page(page);
1733                 if (!ret) {
1734                         if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1735                                 num_poisoned_pages_inc();
1736                 }
1737         }
1738         return ret;
1739 }
1740
1741 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1742 {
1743         int ret;
1744         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1745
1746         /*
1747          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1748          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1749          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1750          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1751          */
1752         lock_page(page);
1753         wait_on_page_writeback(page);
1754         if (PageHWPoison(page)) {
1755                 unlock_page(page);
1756                 put_hwpoison_page(page);
1757                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1758                 return -EBUSY;
1759         }
1760         /*
1761          * Try to invalidate first. This should work for
1762          * non dirty unmapped page cache pages.
1763          */
1764         ret = invalidate_inode_page(page);
1765         unlock_page(page);
1766         /*
1767          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1768          * would need to fix isolation locking first.
1769          */
1770         if (ret == 1) {
1771                 put_hwpoison_page(page);
1772                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1773                 SetPageHWPoison(page);
1774                 num_poisoned_pages_inc();
1775                 return 0;
1776         }
1777
1778         /*
1779          * Simple invalidation didn't work.
1780          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1781          * handles a large number of cases for us.
1782          */
1783         if (PageLRU(page))
1784                 ret = isolate_lru_page(page);
1785         else
1786                 ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1787         /*
1788          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1789          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1790          */
1791         put_hwpoison_page(page);
1792         if (!ret) {
1793                 LIST_HEAD(pagelist);
1794                 /*
1795                  * After isolated lru page, the PageLRU will be cleared,
1796                  * so use !__PageMovable instead for LRU page's mapping
1797                  * cannot have PAGE_MAPPING_MOVABLE.
1798                  */
1799                 if (!__PageMovable(page))
1800                         inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1801                                                 page_is_file_cache(page));
1802                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1803                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1804                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1805                 if (ret) {
1806                         if (!list_empty(&pagelist))
1807                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1808
1809                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1810                                 pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1811                         if (ret > 0)
1812                                 ret = -EIO;
1813                 }
1814         } else {
1815                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx (%pGp)\n",
1816                         pfn, ret, page_count(page), page->flags, &page->flags);
1817         }
1818         return ret;
1819 }
1820
1821 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1822 {
1823         int ret;
1824         int mt;
1825         struct page *hpage = compound_head(page);
1826
1827         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1828                 lock_page(hpage);
1829                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1830                         unlock_page(hpage);
1831                         if (!PageAnon(hpage))
1832                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1833                         else
1834                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1835                         put_hwpoison_page(hpage);
1836                         return -EBUSY;
1837                 }
1838                 unlock_page(hpage);
1839                 get_hwpoison_page(page);
1840                 put_hwpoison_page(hpage);
1841         }
1842
1843         /*
1844          * Setting MIGRATE_ISOLATE here ensures that the page will be linked
1845          * to free list immediately (not via pcplist) when released after
1846          * successful page migration. Otherwise we can't guarantee that the
1847          * page is really free after put_page() returns, so
1848          * set_hwpoison_free_buddy_page() highly likely fails.
1849          */
1850         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1851         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
1852         if (PageHuge(page))
1853                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1854         else
1855                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1856         set_pageblock_migratetype(page, mt);
1857         return ret;
1858 }
1859
1860 static int soft_offline_free_page(struct page *page)
1861 {
1862         int rc = 0;
1863         struct page *head = compound_head(page);
1864
1865         if (PageHuge(head))
1866                 rc = dissolve_free_huge_page(page);
1867         if (!rc) {
1868                 if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1869                         num_poisoned_pages_inc();
1870                 else
1871                         rc = -EBUSY;
1872         }
1873         return rc;
1874 }
1875
1876 /**
1877  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1878  * @page: page to offline
1879  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1880  *
1881  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1882  *
1883  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1884  * without killing anything. This is for the case when
1885  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1886  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1887  * out.
1888  *
1889  * The actual policy on when to do that is maintained by
1890  * user space.
1891  *
1892  * This should never impact any application or cause data loss,
1893  * however it might take some time.
1894  *
1895  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1896  * ``good enough'' for the majority of memory.
1897  */
1898 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1899 {
1900         int ret;
1901         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1902
1903         if (is_zone_device_page(page)) {
1904                 pr_debug_ratelimited("soft_offline: %#lx page is device page\n",
1905                                 pfn);
1906                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1907                         put_page(page);
1908                 return -EIO;
1909         }
1910
1911         if (PageHWPoison(page)) {
1912                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1913                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1914                         put_hwpoison_page(page);
1915                 return -EBUSY;
1916         }
1917
1918         get_online_mems();
1919         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1920         put_online_mems();
1921
1922         if (ret > 0)
1923                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1924         else if (ret == 0)
1925                 ret = soft_offline_free_page(page);
1926
1927         return ret;
1928 }