Linux 6.9-rc4
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / memory-failure.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Copyright (C) 2008, 2009 Intel Corporation
4  * Authors: Andi Kleen, Fengguang Wu
5  *
6  * High level machine check handler. Handles pages reported by the
7  * hardware as being corrupted usually due to a multi-bit ECC memory or cache
8  * failure.
9  * 
10  * In addition there is a "soft offline" entry point that allows stop using
11  * not-yet-corrupted-by-suspicious pages without killing anything.
12  *
13  * Handles page cache pages in various states.  The tricky part
14  * here is that we can access any page asynchronously in respect to 
15  * other VM users, because memory failures could happen anytime and 
16  * anywhere. This could violate some of their assumptions. This is why 
17  * this code has to be extremely careful. Generally it tries to use 
18  * normal locking rules, as in get the standard locks, even if that means 
19  * the error handling takes potentially a long time.
20  *
21  * It can be very tempting to add handling for obscure cases here.
22  * In general any code for handling new cases should only be added iff:
23  * - You know how to test it.
24  * - You have a test that can be added to mce-test
25  *   https://git.kernel.org/cgit/utils/cpu/mce/mce-test.git/
26  * - The case actually shows up as a frequent (top 10) page state in
27  *   tools/vm/page-types when running a real workload.
28  * 
29  * There are several operations here with exponential complexity because
30  * of unsuitable VM data structures. For example the operation to map back 
31  * from RMAP chains to processes has to walk the complete process list and 
32  * has non linear complexity with the number. But since memory corruptions
33  * are rare we hope to get away with this. This avoids impacting the core 
34  * VM.
35  */
36 #include <linux/kernel.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/kernel-page-flags.h>
40 #include <linux/sched/signal.h>
41 #include <linux/sched/task.h>
42 #include <linux/ksm.h>
43 #include <linux/rmap.h>
44 #include <linux/export.h>
45 #include <linux/pagemap.h>
46 #include <linux/swap.h>
47 #include <linux/backing-dev.h>
48 #include <linux/migrate.h>
49 #include <linux/suspend.h>
50 #include <linux/slab.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/hugetlb.h>
53 #include <linux/memory_hotplug.h>
54 #include <linux/mm_inline.h>
55 #include <linux/memremap.h>
56 #include <linux/kfifo.h>
57 #include <linux/ratelimit.h>
58 #include <linux/page-isolation.h>
59 #include "internal.h"
60 #include "ras/ras_event.h"
61
62 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
63
64 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
65
66 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
67
68 static bool page_handle_poison(struct page *page, bool hugepage_or_freepage, bool release)
69 {
70         if (hugepage_or_freepage) {
71                 /*
72                  * Doing this check for free pages is also fine since dissolve_free_huge_page
73                  * returns 0 for non-hugetlb pages as well.
74                  */
75                 if (dissolve_free_huge_page(page) || !take_page_off_buddy(page))
76                         /*
77                          * We could fail to take off the target page from buddy
78                          * for example due to racy page allocaiton, but that's
79                          * acceptable because soft-offlined page is not broken
80                          * and if someone really want to use it, they should
81                          * take it.
82                          */
83                         return false;
84         }
85
86         SetPageHWPoison(page);
87         if (release)
88                 put_page(page);
89         page_ref_inc(page);
90         num_poisoned_pages_inc();
91
92         return true;
93 }
94
95 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
96
97 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
98 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
99 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
100 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
101 u64 hwpoison_filter_flags_value;
102 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
103 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
104 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
105 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
106 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
107
108 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
109 {
110         struct address_space *mapping;
111         dev_t dev;
112
113         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
114             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
115                 return 0;
116
117         /*
118          * page_mapping() does not accept slab pages.
119          */
120         if (PageSlab(p))
121                 return -EINVAL;
122
123         mapping = page_mapping(p);
124         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
125                 return -EINVAL;
126
127         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
128         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
129             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
130                 return -EINVAL;
131         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
132             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
133                 return -EINVAL;
134
135         return 0;
136 }
137
138 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
139 {
140         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
141                 return 0;
142
143         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
144                                     hwpoison_filter_flags_value)
145                 return 0;
146         else
147                 return -EINVAL;
148 }
149
150 /*
151  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
152  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
153  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
154  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
155  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
156  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
157  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
158  * a freed page.
159  */
160 #ifdef CONFIG_MEMCG
161 u64 hwpoison_filter_memcg;
162 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
163 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
164 {
165         if (!hwpoison_filter_memcg)
166                 return 0;
167
168         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
169                 return -EINVAL;
170
171         return 0;
172 }
173 #else
174 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
175 #endif
176
177 int hwpoison_filter(struct page *p)
178 {
179         if (!hwpoison_filter_enable)
180                 return 0;
181
182         if (hwpoison_filter_dev(p))
183                 return -EINVAL;
184
185         if (hwpoison_filter_flags(p))
186                 return -EINVAL;
187
188         if (hwpoison_filter_task(p))
189                 return -EINVAL;
190
191         return 0;
192 }
193 #else
194 int hwpoison_filter(struct page *p)
195 {
196         return 0;
197 }
198 #endif
199
200 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
201
202 /*
203  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
204  * the page.
205  *
206  * General strategy:
207  * Find all processes having the page mapped and kill them.
208  * But we keep a page reference around so that the page is not
209  * actually freed yet.
210  * Then stash the page away
211  *
212  * There's no convenient way to get back to mapped processes
213  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
214  * running processes.
215  *
216  * Remember that machine checks are not common (or rather
217  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
218  * be a performance issue.
219  *
220  * Also there are some races possible while we get from the
221  * error detection to actually handle it.
222  */
223
224 struct to_kill {
225         struct list_head nd;
226         struct task_struct *tsk;
227         unsigned long addr;
228         short size_shift;
229 };
230
231 /*
232  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
233  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
234  * ``action required'' if error happened in current execution context
235  */
236 static int kill_proc(struct to_kill *tk, unsigned long pfn, int flags)
237 {
238         struct task_struct *t = tk->tsk;
239         short addr_lsb = tk->size_shift;
240         int ret = 0;
241
242         pr_err("Memory failure: %#lx: Sending SIGBUS to %s:%d due to hardware memory corruption\n",
243                         pfn, t->comm, t->pid);
244
245         if (flags & MF_ACTION_REQUIRED) {
246                 WARN_ON_ONCE(t != current);
247                 ret = force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR,
248                                          (void __user *)tk->addr, addr_lsb);
249         } else {
250                 /*
251                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
252                  * can be temporarily blocked.
253                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
254                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
255                  */
256                 ret = send_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AO, (void __user *)tk->addr,
257                                       addr_lsb, t);  /* synchronous? */
258         }
259         if (ret < 0)
260                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
261                         t->comm, t->pid, ret);
262         return ret;
263 }
264
265 /*
266  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
267  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
268  */
269 void shake_page(struct page *p, int access)
270 {
271         if (PageHuge(p))
272                 return;
273
274         if (!PageSlab(p)) {
275                 lru_add_drain_all();
276                 if (PageLRU(p))
277                         return;
278                 drain_all_pages(page_zone(p));
279                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
280                         return;
281         }
282
283         /*
284          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
285          * other caches) if access is not potentially fatal.
286          */
287         if (access)
288                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
289 }
290 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
291
292 static unsigned long dev_pagemap_mapping_shift(struct page *page,
293                 struct vm_area_struct *vma)
294 {
295         unsigned long address = vma_address(page, vma);
296         pgd_t *pgd;
297         p4d_t *p4d;
298         pud_t *pud;
299         pmd_t *pmd;
300         pte_t *pte;
301
302         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, address);
303         if (!pgd_present(*pgd))
304                 return 0;
305         p4d = p4d_offset(pgd, address);
306         if (!p4d_present(*p4d))
307                 return 0;
308         pud = pud_offset(p4d, address);
309         if (!pud_present(*pud))
310                 return 0;
311         if (pud_devmap(*pud))
312                 return PUD_SHIFT;
313         pmd = pmd_offset(pud, address);
314         if (!pmd_present(*pmd))
315                 return 0;
316         if (pmd_devmap(*pmd))
317                 return PMD_SHIFT;
318         pte = pte_offset_map(pmd, address);
319         if (!pte_present(*pte))
320                 return 0;
321         if (pte_devmap(*pte))
322                 return PAGE_SHIFT;
323         return 0;
324 }
325
326 /*
327  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
328  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
329  */
330
331 /*
332  * Schedule a process for later kill.
333  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
334  */
335 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
336                        struct vm_area_struct *vma,
337                        struct list_head *to_kill)
338 {
339         struct to_kill *tk;
340
341         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
342         if (!tk) {
343                 pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
344                 return;
345         }
346
347         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
348         if (is_zone_device_page(p))
349                 tk->size_shift = dev_pagemap_mapping_shift(p, vma);
350         else
351                 tk->size_shift = page_shift(compound_head(p));
352
353         /*
354          * Send SIGKILL if "tk->addr == -EFAULT". Also, as
355          * "tk->size_shift" is always non-zero for !is_zone_device_page(),
356          * so "tk->size_shift == 0" effectively checks no mapping on
357          * ZONE_DEVICE. Indeed, when a devdax page is mmapped N times
358          * to a process' address space, it's possible not all N VMAs
359          * contain mappings for the page, but at least one VMA does.
360          * Only deliver SIGBUS with payload derived from the VMA that
361          * has a mapping for the page.
362          */
363         if (tk->addr == -EFAULT) {
364                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
365                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
366         } else if (tk->size_shift == 0) {
367                 kfree(tk);
368                 return;
369         }
370
371         get_task_struct(tsk);
372         tk->tsk = tsk;
373         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
374 }
375
376 /*
377  * Kill the processes that have been collected earlier.
378  *
379  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
380  * (this is used for clean pages which do not need killing)
381  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
382  * wrong earlier.
383  */
384 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, bool fail,
385                 unsigned long pfn, int flags)
386 {
387         struct to_kill *tk, *next;
388
389         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
390                 if (forcekill) {
391                         /*
392                          * In case something went wrong with munmapping
393                          * make sure the process doesn't catch the
394                          * signal and then access the memory. Just kill it.
395                          */
396                         if (fail || tk->addr == -EFAULT) {
397                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
398                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
399                                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV,
400                                                  tk->tsk, PIDTYPE_PID);
401                         }
402
403                         /*
404                          * In theory the process could have mapped
405                          * something else on the address in-between. We could
406                          * check for that, but we need to tell the
407                          * process anyways.
408                          */
409                         else if (kill_proc(tk, pfn, flags) < 0)
410                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
411                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
412                 }
413                 put_task_struct(tk->tsk);
414                 kfree(tk);
415         }
416 }
417
418 /*
419  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
420  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
421  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
422  *
423  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
424  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
425  */
426 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
427 {
428         struct task_struct *t;
429
430         for_each_thread(tsk, t) {
431                 if (t->flags & PF_MCE_PROCESS) {
432                         if (t->flags & PF_MCE_EARLY)
433                                 return t;
434                 } else {
435                         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
436                                 return t;
437                 }
438         }
439         return NULL;
440 }
441
442 /*
443  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
444  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
445  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
446  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
447  *
448  * Note that the above is true for Action Optional case, but not for Action
449  * Required case where SIGBUS should sent only to the current thread.
450  */
451 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
452                                            int force_early)
453 {
454         if (!tsk->mm)
455                 return NULL;
456         if (force_early) {
457                 /*
458                  * Comparing ->mm here because current task might represent
459                  * a subthread, while tsk always points to the main thread.
460                  */
461                 if (tsk->mm == current->mm)
462                         return current;
463                 else
464                         return NULL;
465         }
466         return find_early_kill_thread(tsk);
467 }
468
469 /*
470  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
471  */
472 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
473                                 int force_early)
474 {
475         struct vm_area_struct *vma;
476         struct task_struct *tsk;
477         struct anon_vma *av;
478         pgoff_t pgoff;
479
480         av = page_lock_anon_vma_read(page);
481         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
482                 return;
483
484         pgoff = page_to_pgoff(page);
485         read_lock(&tasklist_lock);
486         for_each_process (tsk) {
487                 struct anon_vma_chain *vmac;
488                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
489
490                 if (!t)
491                         continue;
492                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
493                                                pgoff, pgoff) {
494                         vma = vmac->vma;
495                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
496                                 continue;
497                         if (vma->vm_mm == t->mm)
498                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill);
499                 }
500         }
501         read_unlock(&tasklist_lock);
502         page_unlock_anon_vma_read(av);
503 }
504
505 /*
506  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
507  */
508 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
509                                 int force_early)
510 {
511         struct vm_area_struct *vma;
512         struct task_struct *tsk;
513         struct address_space *mapping = page->mapping;
514         pgoff_t pgoff;
515
516         i_mmap_lock_read(mapping);
517         read_lock(&tasklist_lock);
518         pgoff = page_to_pgoff(page);
519         for_each_process(tsk) {
520                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
521
522                 if (!t)
523                         continue;
524                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
525                                       pgoff) {
526                         /*
527                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
528                          * the page but the corrupted page is not necessarily
529                          * mapped it in its pte.
530                          * Assume applications who requested early kill want
531                          * to be informed of all such data corruptions.
532                          */
533                         if (vma->vm_mm == t->mm)
534                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill);
535                 }
536         }
537         read_unlock(&tasklist_lock);
538         i_mmap_unlock_read(mapping);
539 }
540
541 /*
542  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
543  */
544 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
545                                 int force_early)
546 {
547         if (!page->mapping)
548                 return;
549
550         if (PageAnon(page))
551                 collect_procs_anon(page, tokill, force_early);
552         else
553                 collect_procs_file(page, tokill, force_early);
554 }
555
556 static const char *action_name[] = {
557         [MF_IGNORED] = "Ignored",
558         [MF_FAILED] = "Failed",
559         [MF_DELAYED] = "Delayed",
560         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
561 };
562
563 static const char * const action_page_types[] = {
564         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
565         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
566         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
567         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
568         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
569         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
570         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
571         [MF_MSG_NON_PMD_HUGE]           = "non-pmd-sized huge page",
572         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
573         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
574         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
575         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
576         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
577         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
578         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
579         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
580         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
581         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
582         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
583         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
584         [MF_MSG_DAX]                    = "dax page",
585         [MF_MSG_UNSPLIT_THP]            = "unsplit thp",
586         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
587 };
588
589 /*
590  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
591  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
592  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
593  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
594  */
595 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
596 {
597         if (!isolate_lru_page(p)) {
598                 /*
599                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
600                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
601                  */
602                 ClearPageActive(p);
603                 ClearPageUnevictable(p);
604
605                 /*
606                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
607                  * to uncharge it manually from its memcg.
608                  */
609                 mem_cgroup_uncharge(p);
610
611                 /*
612                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
613                  */
614                 put_page(p);
615                 return 0;
616         }
617         return -EIO;
618 }
619
620 static int truncate_error_page(struct page *p, unsigned long pfn,
621                                 struct address_space *mapping)
622 {
623         int ret = MF_FAILED;
624
625         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
626                 int err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
627
628                 if (err != 0) {
629                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
630                                 pfn, err);
631                 } else if (page_has_private(p) &&
632                            !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
633                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
634                                 pfn);
635                 } else {
636                         ret = MF_RECOVERED;
637                 }
638         } else {
639                 /*
640                  * If the file system doesn't support it just invalidate
641                  * This fails on dirty or anything with private pages
642                  */
643                 if (invalidate_inode_page(p))
644                         ret = MF_RECOVERED;
645                 else
646                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
647                                 pfn);
648         }
649
650         return ret;
651 }
652
653 /*
654  * Error hit kernel page.
655  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
656  * could be more sophisticated.
657  */
658 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
659 {
660         return MF_IGNORED;
661 }
662
663 /*
664  * Page in unknown state. Do nothing.
665  */
666 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
667 {
668         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
669         return MF_FAILED;
670 }
671
672 /*
673  * Clean (or cleaned) page cache page.
674  */
675 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
676 {
677         struct address_space *mapping;
678
679         delete_from_lru_cache(p);
680
681         /*
682          * For anonymous pages we're done the only reference left
683          * should be the one m_f() holds.
684          */
685         if (PageAnon(p))
686                 return MF_RECOVERED;
687
688         /*
689          * Now truncate the page in the page cache. This is really
690          * more like a "temporary hole punch"
691          * Don't do this for block devices when someone else
692          * has a reference, because it could be file system metadata
693          * and that's not safe to truncate.
694          */
695         mapping = page_mapping(p);
696         if (!mapping) {
697                 /*
698                  * Page has been teared down in the meanwhile
699                  */
700                 return MF_FAILED;
701         }
702
703         /*
704          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
705          *
706          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
707          */
708         return truncate_error_page(p, pfn, mapping);
709 }
710
711 /*
712  * Dirty pagecache page
713  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
714  * propagated.
715  */
716 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
717 {
718         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
719
720         SetPageError(p);
721         /* TBD: print more information about the file. */
722         if (mapping) {
723                 /*
724                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
725                  * who check the mapping.
726                  * This way the application knows that something went
727                  * wrong with its dirty file data.
728                  *
729                  * There's one open issue:
730                  *
731                  * The EIO will be only reported on the next IO
732                  * operation and then cleared through the IO map.
733                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
734                  * first through the AS_EIO flag in the address space
735                  * and then through the PageError flag in the page.
736                  * Since we drop pages on memory failure handling the
737                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
738                  *
739                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
740                  * the first operation that returns an error, while
741                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
742                  * when the page is reread or dropped.  If an
743                  * application assumes it will always get error on
744                  * fsync, but does other operations on the fd before
745                  * and the page is dropped between then the error
746                  * will not be properly reported.
747                  *
748                  * This can already happen even without hwpoisoned
749                  * pages: first on metadata IO errors (which only
750                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
751                  * at the wrong time.
752                  *
753                  * So right now we assume that the application DTRT on
754                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
755                  * of the kernel.
756                  */
757                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
758         }
759
760         return me_pagecache_clean(p, pfn);
761 }
762
763 /*
764  * Clean and dirty swap cache.
765  *
766  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
767  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
768  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
769  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
770  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
771  * and then
772  *      - clear dirty bit to prevent IO
773  *      - remove from LRU
774  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
775  *        a later page fault, we know the application is accessing
776  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
777  *        interception code in do_swap_page to catch it).
778  *
779  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
780  * bring in the known good data from disk.
781  */
782 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
783 {
784         ClearPageDirty(p);
785         /* Trigger EIO in shmem: */
786         ClearPageUptodate(p);
787
788         if (!delete_from_lru_cache(p))
789                 return MF_DELAYED;
790         else
791                 return MF_FAILED;
792 }
793
794 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
795 {
796         delete_from_swap_cache(p);
797
798         if (!delete_from_lru_cache(p))
799                 return MF_RECOVERED;
800         else
801                 return MF_FAILED;
802 }
803
804 /*
805  * Huge pages. Needs work.
806  * Issues:
807  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
808  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
809  */
810 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
811 {
812         int res = 0;
813         struct page *hpage = compound_head(p);
814         struct address_space *mapping;
815
816         if (!PageHuge(hpage))
817                 return MF_DELAYED;
818
819         mapping = page_mapping(hpage);
820         if (mapping) {
821                 res = truncate_error_page(hpage, pfn, mapping);
822         } else {
823                 unlock_page(hpage);
824                 /*
825                  * migration entry prevents later access on error anonymous
826                  * hugepage, so we can free and dissolve it into buddy to
827                  * save healthy subpages.
828                  */
829                 if (PageAnon(hpage))
830                         put_page(hpage);
831                 dissolve_free_huge_page(p);
832                 res = MF_RECOVERED;
833                 lock_page(hpage);
834         }
835
836         return res;
837 }
838
839 /*
840  * Various page states we can handle.
841  *
842  * A page state is defined by its current page->flags bits.
843  * The table matches them in order and calls the right handler.
844  *
845  * This is quite tricky because we can access page at any time
846  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
847  *
848  * This is not complete. More states could be added.
849  * For any missing state don't attempt recovery.
850  */
851
852 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
853 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
854 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
855 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
856 #define lru             (1UL << PG_lru)
857 #define head            (1UL << PG_head)
858 #define slab            (1UL << PG_slab)
859 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
860
861 static struct page_state {
862         unsigned long mask;
863         unsigned long res;
864         enum mf_action_page_type type;
865         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
866 } error_states[] = {
867         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
868         /*
869          * free pages are specially detected outside this table:
870          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
871          */
872
873         /*
874          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
875          * currently unused objects without touching them. But just
876          * treat it as standard kernel for now.
877          */
878         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
879
880         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
881
882         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
883         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
884
885         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
886         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
887
888         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
889         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
890
891         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
892         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
893
894         /*
895          * Catchall entry: must be at end.
896          */
897         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
898 };
899
900 #undef dirty
901 #undef sc
902 #undef unevict
903 #undef mlock
904 #undef lru
905 #undef head
906 #undef slab
907 #undef reserved
908
909 /*
910  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
911  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
912  */
913 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
914                           enum mf_result result)
915 {
916         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
917
918         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
919                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
920 }
921
922 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
923                         unsigned long pfn)
924 {
925         int result;
926         int count;
927
928         result = ps->action(p, pfn);
929
930         count = page_count(p) - 1;
931         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
932                 count--;
933         if (count > 0) {
934                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
935                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
936                 result = MF_FAILED;
937         }
938         action_result(pfn, ps->type, result);
939
940         /* Could do more checks here if page looks ok */
941         /*
942          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
943          */
944
945         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
946 }
947
948 /**
949  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
950  * @page:       raw error page (hit by memory error)
951  *
952  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
953  * non-zero value.)
954  */
955 static int get_hwpoison_page(struct page *page)
956 {
957         struct page *head = compound_head(page);
958
959         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
960                 /*
961                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
962                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
963                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
964                  * tries to touch the "partially handled" page.
965                  */
966                 if (!PageAnon(head)) {
967                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
968                                 page_to_pfn(page));
969                         return 0;
970                 }
971         }
972
973         if (get_page_unless_zero(head)) {
974                 if (head == compound_head(page))
975                         return 1;
976
977                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
978                         page_to_pfn(page));
979                 put_page(head);
980         }
981
982         return 0;
983 }
984
985 /*
986  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
987  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
988  */
989 static bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
990                                   int flags, struct page **hpagep)
991 {
992         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
993         struct address_space *mapping;
994         LIST_HEAD(tokill);
995         bool unmap_success = true;
996         int kill = 1, forcekill;
997         struct page *hpage = *hpagep;
998         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
999
1000         /*
1001          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
1002          * other types of pages.
1003          */
1004         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
1005                 return true;
1006         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
1007                 return true;
1008
1009         /*
1010          * This check implies we don't kill processes if their pages
1011          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
1012          */
1013         if (!page_mapped(hpage))
1014                 return true;
1015
1016         if (PageKsm(p)) {
1017                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
1018                 return false;
1019         }
1020
1021         if (PageSwapCache(p)) {
1022                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
1023                         pfn);
1024                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1025         }
1026
1027         /*
1028          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
1029          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
1030          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
1031          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
1032          */
1033         mapping = page_mapping(hpage);
1034         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
1035             mapping_can_writeback(mapping)) {
1036                 if (page_mkclean(hpage)) {
1037                         SetPageDirty(hpage);
1038                 } else {
1039                         kill = 0;
1040                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1041                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
1042                                 pfn);
1043                 }
1044         }
1045
1046         /*
1047          * First collect all the processes that have the page
1048          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1049          * because ttu takes the rmap data structures down.
1050          *
1051          * Error handling: We ignore errors here because
1052          * there's nothing that can be done.
1053          */
1054         if (kill)
1055                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1056
1057         if (!PageHuge(hpage)) {
1058                 unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
1059         } else {
1060                 /*
1061                  * For hugetlb pages, try_to_unmap could potentially call
1062                  * huge_pmd_unshare.  Because of this, take semaphore in
1063                  * write mode here and set TTU_RMAP_LOCKED to indicate we
1064                  * have taken the lock at this higer level.
1065                  *
1066                  * Note that the call to hugetlb_page_mapping_lock_write
1067                  * is necessary even if mapping is already set.  It handles
1068                  * ugliness of potentially having to drop page lock to obtain
1069                  * i_mmap_rwsem.
1070                  */
1071                 mapping = hugetlb_page_mapping_lock_write(hpage);
1072
1073                 if (mapping) {
1074                         unmap_success = try_to_unmap(hpage,
1075                                                      ttu|TTU_RMAP_LOCKED);
1076                         i_mmap_unlock_write(mapping);
1077                 } else {
1078                         pr_info("Memory failure: %#lx: could not find mapping for mapped huge page\n",
1079                                 pfn);
1080                         unmap_success = false;
1081                 }
1082         }
1083         if (!unmap_success)
1084                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1085                        pfn, page_mapcount(hpage));
1086
1087         /*
1088          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
1089          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
1090          */
1091         if (mlocked)
1092                 shake_page(hpage, 0);
1093
1094         /*
1095          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1096          * struct page and all unmaps done we can decide if
1097          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1098          * was dirty or the process is not restartable,
1099          * otherwise the tokill list is merely
1100          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1101          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1102          * any accesses to the poisoned memory.
1103          */
1104         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1105         kill_procs(&tokill, forcekill, !unmap_success, pfn, flags);
1106
1107         return unmap_success;
1108 }
1109
1110 static int identify_page_state(unsigned long pfn, struct page *p,
1111                                 unsigned long page_flags)
1112 {
1113         struct page_state *ps;
1114
1115         /*
1116          * The first check uses the current page flags which may not have any
1117          * relevant information. The second check with the saved page flags is
1118          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1119          */
1120         for (ps = error_states;; ps++)
1121                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1122                         break;
1123
1124         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1125
1126         if (!ps->mask)
1127                 for (ps = error_states;; ps++)
1128                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1129                                 break;
1130         return page_action(ps, p, pfn);
1131 }
1132
1133 static int try_to_split_thp_page(struct page *page, const char *msg)
1134 {
1135         lock_page(page);
1136         if (!PageAnon(page) || unlikely(split_huge_page(page))) {
1137                 unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1138
1139                 unlock_page(page);
1140                 if (!PageAnon(page))
1141                         pr_info("%s: %#lx: non anonymous thp\n", msg, pfn);
1142                 else
1143                         pr_info("%s: %#lx: thp split failed\n", msg, pfn);
1144                 put_page(page);
1145                 return -EBUSY;
1146         }
1147         unlock_page(page);
1148
1149         return 0;
1150 }
1151
1152 static int memory_failure_hugetlb(unsigned long pfn, int flags)
1153 {
1154         struct page *p = pfn_to_page(pfn);
1155         struct page *head = compound_head(p);
1156         int res;
1157         unsigned long page_flags;
1158
1159         if (TestSetPageHWPoison(head)) {
1160                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1161                        pfn);
1162                 return 0;
1163         }
1164
1165         num_poisoned_pages_inc();
1166
1167         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1168                 /*
1169                  * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1170                  */
1171                 lock_page(head);
1172                 if (PageHWPoison(head)) {
1173                         if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1174                             || (p != head && TestSetPageHWPoison(head))) {
1175                                 num_poisoned_pages_dec();
1176                                 unlock_page(head);
1177                                 return 0;
1178                         }
1179                 }
1180                 unlock_page(head);
1181                 dissolve_free_huge_page(p);
1182                 action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE, MF_DELAYED);
1183                 return 0;
1184         }
1185
1186         lock_page(head);
1187         page_flags = head->flags;
1188
1189         if (!PageHWPoison(head)) {
1190                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1191                 num_poisoned_pages_dec();
1192                 unlock_page(head);
1193                 put_page(head);
1194                 return 0;
1195         }
1196
1197         /*
1198          * TODO: hwpoison for pud-sized hugetlb doesn't work right now, so
1199          * simply disable it. In order to make it work properly, we need
1200          * make sure that:
1201          *  - conversion of a pud that maps an error hugetlb into hwpoison
1202          *    entry properly works, and
1203          *  - other mm code walking over page table is aware of pud-aligned
1204          *    hwpoison entries.
1205          */
1206         if (huge_page_size(page_hstate(head)) > PMD_SIZE) {
1207                 action_result(pfn, MF_MSG_NON_PMD_HUGE, MF_IGNORED);
1208                 res = -EBUSY;
1209                 goto out;
1210         }
1211
1212         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &head)) {
1213                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1214                 res = -EBUSY;
1215                 goto out;
1216         }
1217
1218         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1219 out:
1220         unlock_page(head);
1221         return res;
1222 }
1223
1224 static int memory_failure_dev_pagemap(unsigned long pfn, int flags,
1225                 struct dev_pagemap *pgmap)
1226 {
1227         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1228         const bool unmap_success = true;
1229         unsigned long size = 0;
1230         struct to_kill *tk;
1231         LIST_HEAD(tokill);
1232         int rc = -EBUSY;
1233         loff_t start;
1234         dax_entry_t cookie;
1235
1236         /*
1237          * Prevent the inode from being freed while we are interrogating
1238          * the address_space, typically this would be handled by
1239          * lock_page(), but dax pages do not use the page lock. This
1240          * also prevents changes to the mapping of this pfn until
1241          * poison signaling is complete.
1242          */
1243         cookie = dax_lock_page(page);
1244         if (!cookie)
1245                 goto out;
1246
1247         if (hwpoison_filter(page)) {
1248                 rc = 0;
1249                 goto unlock;
1250         }
1251
1252         if (pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE) {
1253                 /*
1254                  * TODO: Handle HMM pages which may need coordination
1255                  * with device-side memory.
1256                  */
1257                 goto unlock;
1258         }
1259
1260         /*
1261          * Use this flag as an indication that the dax page has been
1262          * remapped UC to prevent speculative consumption of poison.
1263          */
1264         SetPageHWPoison(page);
1265
1266         /*
1267          * Unlike System-RAM there is no possibility to swap in a
1268          * different physical page at a given virtual address, so all
1269          * userspace consumption of ZONE_DEVICE memory necessitates
1270          * SIGBUS (i.e. MF_MUST_KILL)
1271          */
1272         flags |= MF_ACTION_REQUIRED | MF_MUST_KILL;
1273         collect_procs(page, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1274
1275         list_for_each_entry(tk, &tokill, nd)
1276                 if (tk->size_shift)
1277                         size = max(size, 1UL << tk->size_shift);
1278         if (size) {
1279                 /*
1280                  * Unmap the largest mapping to avoid breaking up
1281                  * device-dax mappings which are constant size. The
1282                  * actual size of the mapping being torn down is
1283                  * communicated in siginfo, see kill_proc()
1284                  */
1285                 start = (page->index << PAGE_SHIFT) & ~(size - 1);
1286                 unmap_mapping_range(page->mapping, start, start + size, 0);
1287         }
1288         kill_procs(&tokill, flags & MF_MUST_KILL, !unmap_success, pfn, flags);
1289         rc = 0;
1290 unlock:
1291         dax_unlock_page(page, cookie);
1292 out:
1293         /* drop pgmap ref acquired in caller */
1294         put_dev_pagemap(pgmap);
1295         action_result(pfn, MF_MSG_DAX, rc ? MF_FAILED : MF_RECOVERED);
1296         return rc;
1297 }
1298
1299 /**
1300  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1301  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1302  * @flags: fine tune action taken
1303  *
1304  * This function is called by the low level machine check code
1305  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1306  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1307  * dropping pages, killing processes etc.
1308  *
1309  * The function is primarily of use for corruptions that
1310  * happen outside the current execution context (e.g. when
1311  * detected by a background scrubber)
1312  *
1313  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1314  * enabled and no spinlocks hold.
1315  */
1316 int memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
1317 {
1318         struct page *p;
1319         struct page *hpage;
1320         struct page *orig_head;
1321         struct dev_pagemap *pgmap;
1322         int res;
1323         unsigned long page_flags;
1324
1325         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1326                 panic("Memory failure on page %lx", pfn);
1327
1328         p = pfn_to_online_page(pfn);
1329         if (!p) {
1330                 if (pfn_valid(pfn)) {
1331                         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
1332                         if (pgmap)
1333                                 return memory_failure_dev_pagemap(pfn, flags,
1334                                                                   pgmap);
1335                 }
1336                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1337                         pfn);
1338                 return -ENXIO;
1339         }
1340
1341         if (PageHuge(p))
1342                 return memory_failure_hugetlb(pfn, flags);
1343         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1344                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1345                         pfn);
1346                 return 0;
1347         }
1348
1349         orig_head = hpage = compound_head(p);
1350         num_poisoned_pages_inc();
1351
1352         /*
1353          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1354          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1355          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1356          * 2) it's part of a non-compound high order page.
1357          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1358          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1359          *    used and will be freed some time later.
1360          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1361          * that may make page_ref_freeze()/page_ref_unfreeze() mismatch.
1362          */
1363         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1364                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1365                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1366                         return 0;
1367                 } else {
1368                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1369                         return -EBUSY;
1370                 }
1371         }
1372
1373         if (PageTransHuge(hpage)) {
1374                 if (try_to_split_thp_page(p, "Memory Failure") < 0) {
1375                         action_result(pfn, MF_MSG_UNSPLIT_THP, MF_IGNORED);
1376                         return -EBUSY;
1377                 }
1378                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1379         }
1380
1381         /*
1382          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1383          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1384          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1385          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1386          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1387          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1388          */
1389         shake_page(p, 0);
1390         /* shake_page could have turned it free. */
1391         if (!PageLRU(p) && is_free_buddy_page(p)) {
1392                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1393                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1394                 else
1395                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND, MF_DELAYED);
1396                 return 0;
1397         }
1398
1399         lock_page(p);
1400
1401         /*
1402          * The page could have changed compound pages during the locking.
1403          * If this happens just bail out.
1404          */
1405         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1406                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1407                 res = -EBUSY;
1408                 goto out;
1409         }
1410
1411         /*
1412          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1413          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1414          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1415          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1416          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1417          */
1418         page_flags = p->flags;
1419
1420         /*
1421          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1422          */
1423         if (!PageHWPoison(p)) {
1424                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1425                 num_poisoned_pages_dec();
1426                 unlock_page(p);
1427                 put_page(p);
1428                 return 0;
1429         }
1430         if (hwpoison_filter(p)) {
1431                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1432                         num_poisoned_pages_dec();
1433                 unlock_page(p);
1434                 put_page(p);
1435                 return 0;
1436         }
1437
1438         if (!PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1439                 goto identify_page_state;
1440
1441         /*
1442          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1443          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1444          */
1445         wait_on_page_writeback(p);
1446
1447         /*
1448          * Now take care of user space mappings.
1449          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1450          */
1451         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &p)) {
1452                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1453                 res = -EBUSY;
1454                 goto out;
1455         }
1456
1457         /*
1458          * Torn down by someone else?
1459          */
1460         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1461                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1462                 res = -EBUSY;
1463                 goto out;
1464         }
1465
1466 identify_page_state:
1467         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1468 out:
1469         unlock_page(p);
1470         return res;
1471 }
1472 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1473
1474 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1475 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1476
1477 struct memory_failure_entry {
1478         unsigned long pfn;
1479         int flags;
1480 };
1481
1482 struct memory_failure_cpu {
1483         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1484                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1485         spinlock_t lock;
1486         struct work_struct work;
1487 };
1488
1489 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1490
1491 /**
1492  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1493  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1494  * @flags: Flags for memory failure handling
1495  *
1496  * This function is called by the low level hardware error handler
1497  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1498  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1499  * processes etc.
1500  *
1501  * The function is primarily of use for corruptions that
1502  * happen outside the current execution context (e.g. when
1503  * detected by a background scrubber)
1504  *
1505  * Can run in IRQ context.
1506  */
1507 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
1508 {
1509         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1510         unsigned long proc_flags;
1511         struct memory_failure_entry entry = {
1512                 .pfn =          pfn,
1513                 .flags =        flags,
1514         };
1515
1516         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1517         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1518         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1519                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1520         else
1521                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1522                        pfn);
1523         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1524         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1525 }
1526 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1527
1528 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1529 {
1530         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1531         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1532         unsigned long proc_flags;
1533         int gotten;
1534
1535         mf_cpu = container_of(work, struct memory_failure_cpu, work);
1536         for (;;) {
1537                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1538                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1539                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1540                 if (!gotten)
1541                         break;
1542                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1543                         soft_offline_page(entry.pfn, entry.flags);
1544                 else
1545                         memory_failure(entry.pfn, entry.flags);
1546         }
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Process memory_failure work queued on the specified CPU.
1551  * Used to avoid return-to-userspace racing with the memory_failure workqueue.
1552  */
1553 void memory_failure_queue_kick(int cpu)
1554 {
1555         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1556
1557         mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1558         cancel_work_sync(&mf_cpu->work);
1559         memory_failure_work_func(&mf_cpu->work);
1560 }
1561
1562 static int __init memory_failure_init(void)
1563 {
1564         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1565         int cpu;
1566
1567         for_each_possible_cpu(cpu) {
1568                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1569                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1570                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1571                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1572         }
1573
1574         return 0;
1575 }
1576 core_initcall(memory_failure_init);
1577
1578 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1579 ({                                                      \
1580         if (__ratelimit(rs))                            \
1581                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1582 })
1583
1584 /**
1585  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1586  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1587  *
1588  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1589  * memory_failure() earlier.
1590  *
1591  * This is only done on the software-level, so it only works
1592  * for linux injected failures, not real hardware failures
1593  *
1594  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1595  */
1596 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1597 {
1598         struct page *page;
1599         struct page *p;
1600         int freeit = 0;
1601         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1602                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1603
1604         if (!pfn_valid(pfn))
1605                 return -ENXIO;
1606
1607         p = pfn_to_page(pfn);
1608         page = compound_head(p);
1609
1610         if (!PageHWPoison(p)) {
1611                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1612                                  pfn, &unpoison_rs);
1613                 return 0;
1614         }
1615
1616         if (page_count(page) > 1) {
1617                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1618                                  pfn, &unpoison_rs);
1619                 return 0;
1620         }
1621
1622         if (page_mapped(page)) {
1623                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1624                                  pfn, &unpoison_rs);
1625                 return 0;
1626         }
1627
1628         if (page_mapping(page)) {
1629                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1630                                  pfn, &unpoison_rs);
1631                 return 0;
1632         }
1633
1634         /*
1635          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1636          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1637          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1638          */
1639         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1640                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1641                                  pfn, &unpoison_rs);
1642                 return 0;
1643         }
1644
1645         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1646                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1647                         num_poisoned_pages_dec();
1648                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1649                                  pfn, &unpoison_rs);
1650                 return 0;
1651         }
1652
1653         lock_page(page);
1654         /*
1655          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1656          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1657          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1658          * the free buddy page pool.
1659          */
1660         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1661                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1662                                  pfn, &unpoison_rs);
1663                 num_poisoned_pages_dec();
1664                 freeit = 1;
1665         }
1666         unlock_page(page);
1667
1668         put_page(page);
1669         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1670                 put_page(page);
1671
1672         return 0;
1673 }
1674 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1675
1676 /*
1677  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1678  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1679  * that is not free, and 1 for any other page type.
1680  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1681  */
1682 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1683 {
1684         int ret;
1685
1686         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1687                 return 1;
1688
1689         /*
1690          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1691          * from free hugepage list.
1692          */
1693         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1694                 if (PageHuge(p)) {
1695                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1696                         ret = 0;
1697                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1698                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1699                         ret = 0;
1700                 } else if (page_count(p)) {
1701                         /* raced with allocation */
1702                         ret = -EBUSY;
1703                 } else {
1704                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1705                                 __func__, pfn, p->flags);
1706                         ret = -EIO;
1707                 }
1708         } else {
1709                 /* Not a free page */
1710                 ret = 1;
1711         }
1712         return ret;
1713 }
1714
1715 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1716 {
1717         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1718
1719         if (ret == -EBUSY)
1720                 ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1721
1722         if (ret == 1 && !PageHuge(page) &&
1723             !PageLRU(page) && !__PageMovable(page)) {
1724                 /*
1725                  * Try to free it.
1726                  */
1727                 put_page(page);
1728                 shake_page(page, 1);
1729
1730                 /*
1731                  * Did it turn free?
1732                  */
1733                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1734                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1735                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1736                         put_page(page);
1737                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx (%pGp)\n",
1738                                 pfn, page->flags, &page->flags);
1739                         return -EIO;
1740                 }
1741         }
1742         return ret;
1743 }
1744
1745 static bool isolate_page(struct page *page, struct list_head *pagelist)
1746 {
1747         bool isolated = false;
1748         bool lru = PageLRU(page);
1749
1750         if (PageHuge(page)) {
1751                 isolated = isolate_huge_page(page, pagelist);
1752         } else {
1753                 if (lru)
1754                         isolated = !isolate_lru_page(page);
1755                 else
1756                         isolated = !isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1757
1758                 if (isolated)
1759                         list_add(&page->lru, pagelist);
1760         }
1761
1762         if (isolated && lru)
1763                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1764                                     page_is_file_lru(page));
1765
1766         /*
1767          * If we succeed to isolate the page, we grabbed another refcount on
1768          * the page, so we can safely drop the one we got from get_any_pages().
1769          * If we failed to isolate the page, it means that we cannot go further
1770          * and we will return an error, so drop the reference we got from
1771          * get_any_pages() as well.
1772          */
1773         put_page(page);
1774         return isolated;
1775 }
1776
1777 /*
1778  * __soft_offline_page handles hugetlb-pages and non-hugetlb pages.
1779  * If the page is a non-dirty unmapped page-cache page, it simply invalidates.
1780  * If the page is mapped, it migrates the contents over.
1781  */
1782 static int __soft_offline_page(struct page *page)
1783 {
1784         int ret = 0;
1785         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1786         struct page *hpage = compound_head(page);
1787         char const *msg_page[] = {"page", "hugepage"};
1788         bool huge = PageHuge(page);
1789         LIST_HEAD(pagelist);
1790         struct migration_target_control mtc = {
1791                 .nid = NUMA_NO_NODE,
1792                 .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1793         };
1794
1795         /*
1796          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1797          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1798          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1799          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1800          */
1801         lock_page(page);
1802         if (!PageHuge(page))
1803                 wait_on_page_writeback(page);
1804         if (PageHWPoison(page)) {
1805                 unlock_page(page);
1806                 put_page(page);
1807                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1808                 return 0;
1809         }
1810
1811         if (!PageHuge(page))
1812                 /*
1813                  * Try to invalidate first. This should work for
1814                  * non dirty unmapped page cache pages.
1815                  */
1816                 ret = invalidate_inode_page(page);
1817         unlock_page(page);
1818
1819         /*
1820          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1821          * would need to fix isolation locking first.
1822          */
1823         if (ret) {
1824                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1825                 page_handle_poison(page, false, true);
1826                 return 0;
1827         }
1828
1829         if (isolate_page(hpage, &pagelist)) {
1830                 ret = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1831                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1832                 if (!ret) {
1833                         bool release = !huge;
1834
1835                         if (!page_handle_poison(page, huge, release))
1836                                 ret = -EBUSY;
1837                 } else {
1838                         if (!list_empty(&pagelist))
1839                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1840
1841                         pr_info("soft offline: %#lx: %s migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1842                                 pfn, msg_page[huge], ret, page->flags, &page->flags);
1843                         if (ret > 0)
1844                                 ret = -EIO;
1845                 }
1846         } else {
1847                 pr_info("soft offline: %#lx: %s isolation failed: %d, page count %d, type %lx (%pGp)\n",
1848                         pfn, msg_page[huge], ret, page_count(page), page->flags, &page->flags);
1849                 ret = -EBUSY;
1850         }
1851         return ret;
1852 }
1853
1854 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page)
1855 {
1856         struct page *hpage = compound_head(page);
1857
1858         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage))
1859                 if (try_to_split_thp_page(page, "soft offline") < 0)
1860                         return -EBUSY;
1861         return __soft_offline_page(page);
1862 }
1863
1864 static int soft_offline_free_page(struct page *page)
1865 {
1866         int rc = 0;
1867
1868         if (!page_handle_poison(page, true, false))
1869                 rc = -EBUSY;
1870
1871         return rc;
1872 }
1873
1874 /**
1875  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1876  * @pfn: pfn to soft-offline
1877  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1878  *
1879  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1880  *
1881  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1882  * without killing anything. This is for the case when
1883  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1884  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1885  * out.
1886  *
1887  * The actual policy on when to do that is maintained by
1888  * user space.
1889  *
1890  * This should never impact any application or cause data loss,
1891  * however it might take some time.
1892  *
1893  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1894  * ``good enough'' for the majority of memory.
1895  */
1896 int soft_offline_page(unsigned long pfn, int flags)
1897 {
1898         int ret;
1899         struct page *page;
1900         bool try_again = true;
1901
1902         if (!pfn_valid(pfn))
1903                 return -ENXIO;
1904         /* Only online pages can be soft-offlined (esp., not ZONE_DEVICE). */
1905         page = pfn_to_online_page(pfn);
1906         if (!page)
1907                 return -EIO;
1908
1909         if (PageHWPoison(page)) {
1910                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1911                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1912                         put_page(page);
1913                 return 0;
1914         }
1915
1916 retry:
1917         get_online_mems();
1918         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1919         put_online_mems();
1920
1921         if (ret > 0)
1922                 ret = soft_offline_in_use_page(page);
1923         else if (ret == 0)
1924                 if (soft_offline_free_page(page) && try_again) {
1925                         try_again = false;
1926                         goto retry;
1927                 }
1928
1929         return ret;
1930 }