Merge branch 'x86-urgent-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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/page-isolation.h>
53 #include <linux/suspend.h>
54 #include <linux/slab.h>
55 #include <linux/swapops.h>
56 #include <linux/hugetlb.h>
57 #include <linux/memory_hotplug.h>
58 #include <linux/mm_inline.h>
59 #include <linux/kfifo.h>
60 #include <linux/ratelimit.h>
61 #include "internal.h"
62 #include "ras/ras_event.h"
63
64 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
65
66 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
67
68 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
69
70 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
71
72 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
73 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
74 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
75 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
76 u64 hwpoison_filter_flags_value;
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
80 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
81 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
82
83 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
84 {
85         struct address_space *mapping;
86         dev_t dev;
87
88         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
89             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
90                 return 0;
91
92         /*
93          * page_mapping() does not accept slab pages.
94          */
95         if (PageSlab(p))
96                 return -EINVAL;
97
98         mapping = page_mapping(p);
99         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
100                 return -EINVAL;
101
102         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
103         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
104             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
105                 return -EINVAL;
106         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
107             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
108                 return -EINVAL;
109
110         return 0;
111 }
112
113 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
114 {
115         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
116                 return 0;
117
118         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
119                                     hwpoison_filter_flags_value)
120                 return 0;
121         else
122                 return -EINVAL;
123 }
124
125 /*
126  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
127  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
128  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
129  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
130  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
131  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
132  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
133  * a freed page.
134  */
135 #ifdef CONFIG_MEMCG
136 u64 hwpoison_filter_memcg;
137 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
138 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
139 {
140         if (!hwpoison_filter_memcg)
141                 return 0;
142
143         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
144                 return -EINVAL;
145
146         return 0;
147 }
148 #else
149 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
150 #endif
151
152 int hwpoison_filter(struct page *p)
153 {
154         if (!hwpoison_filter_enable)
155                 return 0;
156
157         if (hwpoison_filter_dev(p))
158                 return -EINVAL;
159
160         if (hwpoison_filter_flags(p))
161                 return -EINVAL;
162
163         if (hwpoison_filter_task(p))
164                 return -EINVAL;
165
166         return 0;
167 }
168 #else
169 int hwpoison_filter(struct page *p)
170 {
171         return 0;
172 }
173 #endif
174
175 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
176
177 /*
178  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
179  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
180  * ``action required'' if error happened in current execution context
181  */
182 static int kill_proc(struct task_struct *t, unsigned long addr, int trapno,
183                         unsigned long pfn, struct page *page, int flags)
184 {
185         struct siginfo si;
186         int ret;
187
188         pr_err("Memory failure: %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
189                 pfn, t->comm, t->pid);
190         si.si_signo = SIGBUS;
191         si.si_errno = 0;
192         si.si_addr = (void *)addr;
193 #ifdef __ARCH_SI_TRAPNO
194         si.si_trapno = trapno;
195 #endif
196         si.si_addr_lsb = compound_order(compound_head(page)) + PAGE_SHIFT;
197
198         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
199                 si.si_code = BUS_MCEERR_AR;
200                 ret = force_sig_info(SIGBUS, &si, current);
201         } else {
202                 /*
203                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
204                  * can be temporarily blocked.
205                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
206                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
207                  */
208                 si.si_code = BUS_MCEERR_AO;
209                 ret = send_sig_info(SIGBUS, &si, t);  /* synchronous? */
210         }
211         if (ret < 0)
212                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
213                         t->comm, t->pid, ret);
214         return ret;
215 }
216
217 /*
218  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
219  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
220  */
221 void shake_page(struct page *p, int access)
222 {
223         if (!PageSlab(p)) {
224                 lru_add_drain_all();
225                 if (PageLRU(p))
226                         return;
227                 drain_all_pages(page_zone(p));
228                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
229                         return;
230         }
231
232         /*
233          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
234          * other caches) if access is not potentially fatal.
235          */
236         if (access)
237                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
238 }
239 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
240
241 /*
242  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
243  * the page.
244  *
245  * General strategy:
246  * Find all processes having the page mapped and kill them.
247  * But we keep a page reference around so that the page is not
248  * actually freed yet.
249  * Then stash the page away
250  *
251  * There's no convenient way to get back to mapped processes
252  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
253  * running processes.
254  *
255  * Remember that machine checks are not common (or rather
256  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
257  * be a performance issue.
258  *
259  * Also there are some races possible while we get from the
260  * error detection to actually handle it.
261  */
262
263 struct to_kill {
264         struct list_head nd;
265         struct task_struct *tsk;
266         unsigned long addr;
267         char addr_valid;
268 };
269
270 /*
271  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
272  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
273  */
274
275 /*
276  * Schedule a process for later kill.
277  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
278  * TBD would GFP_NOIO be enough?
279  */
280 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
281                        struct vm_area_struct *vma,
282                        struct list_head *to_kill,
283                        struct to_kill **tkc)
284 {
285         struct to_kill *tk;
286
287         if (*tkc) {
288                 tk = *tkc;
289                 *tkc = NULL;
290         } else {
291                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
292                 if (!tk) {
293                         pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
294                         return;
295                 }
296         }
297         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
298         tk->addr_valid = 1;
299
300         /*
301          * In theory we don't have to kill when the page was
302          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
303          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
304          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
305          */
306         if (tk->addr == -EFAULT) {
307                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
308                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
309                 tk->addr_valid = 0;
310         }
311         get_task_struct(tsk);
312         tk->tsk = tsk;
313         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
314 }
315
316 /*
317  * Kill the processes that have been collected earlier.
318  *
319  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
320  * (this is used for clean pages which do not need killing)
321  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
322  * wrong earlier.
323  */
324 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, int trapno,
325                           int fail, struct page *page, unsigned long pfn,
326                           int flags)
327 {
328         struct to_kill *tk, *next;
329
330         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
331                 if (forcekill) {
332                         /*
333                          * In case something went wrong with munmapping
334                          * make sure the process doesn't catch the
335                          * signal and then access the memory. Just kill it.
336                          */
337                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
338                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
339                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
340                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
341                         }
342
343                         /*
344                          * In theory the process could have mapped
345                          * something else on the address in-between. We could
346                          * check for that, but we need to tell the
347                          * process anyways.
348                          */
349                         else if (kill_proc(tk->tsk, tk->addr, trapno,
350                                               pfn, page, flags) < 0)
351                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
352                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
353                 }
354                 put_task_struct(tk->tsk);
355                 kfree(tk);
356         }
357 }
358
359 /*
360  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
361  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
362  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
363  *
364  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
365  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
366  */
367 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
368 {
369         struct task_struct *t;
370
371         for_each_thread(tsk, t)
372                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
373                         return t;
374         return NULL;
375 }
376
377 /*
378  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
379  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
380  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
381  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
382  */
383 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
384                                            int force_early)
385 {
386         struct task_struct *t;
387         if (!tsk->mm)
388                 return NULL;
389         if (force_early)
390                 return tsk;
391         t = find_early_kill_thread(tsk);
392         if (t)
393                 return t;
394         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
395                 return tsk;
396         return NULL;
397 }
398
399 /*
400  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
401  */
402 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
403                               struct to_kill **tkc, int force_early)
404 {
405         struct vm_area_struct *vma;
406         struct task_struct *tsk;
407         struct anon_vma *av;
408         pgoff_t pgoff;
409
410         av = page_lock_anon_vma_read(page);
411         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
412                 return;
413
414         pgoff = page_to_pgoff(page);
415         read_lock(&tasklist_lock);
416         for_each_process (tsk) {
417                 struct anon_vma_chain *vmac;
418                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
419
420                 if (!t)
421                         continue;
422                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
423                                                pgoff, pgoff) {
424                         vma = vmac->vma;
425                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
426                                 continue;
427                         if (vma->vm_mm == t->mm)
428                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
429                 }
430         }
431         read_unlock(&tasklist_lock);
432         page_unlock_anon_vma_read(av);
433 }
434
435 /*
436  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
437  */
438 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
439                               struct to_kill **tkc, int force_early)
440 {
441         struct vm_area_struct *vma;
442         struct task_struct *tsk;
443         struct address_space *mapping = page->mapping;
444
445         i_mmap_lock_read(mapping);
446         read_lock(&tasklist_lock);
447         for_each_process(tsk) {
448                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
449                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
450
451                 if (!t)
452                         continue;
453                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
454                                       pgoff) {
455                         /*
456                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
457                          * the page but the corrupted page is not necessarily
458                          * mapped it in its pte.
459                          * Assume applications who requested early kill want
460                          * to be informed of all such data corruptions.
461                          */
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         i_mmap_unlock_read(mapping);
468 }
469
470 /*
471  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
472  * This is done in two steps for locking reasons.
473  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
474  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
475  */
476 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
477                                 int force_early)
478 {
479         struct to_kill *tk;
480
481         if (!page->mapping)
482                 return;
483
484         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
485         if (!tk)
486                 return;
487         if (PageAnon(page))
488                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
489         else
490                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
491         kfree(tk);
492 }
493
494 static const char *action_name[] = {
495         [MF_IGNORED] = "Ignored",
496         [MF_FAILED] = "Failed",
497         [MF_DELAYED] = "Delayed",
498         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
499 };
500
501 static const char * const action_page_types[] = {
502         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
503         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
504         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
505         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
506         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
507         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
508         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
509         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
510         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
511         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
512         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
513         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
514         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
515         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
516         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
517         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
518         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
519         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
520         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
521         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
522 };
523
524 /*
525  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
526  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
527  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
528  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
529  */
530 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
531 {
532         if (!isolate_lru_page(p)) {
533                 /*
534                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
535                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
536                  */
537                 ClearPageActive(p);
538                 ClearPageUnevictable(p);
539                 /*
540                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
541                  */
542                 put_page(p);
543                 return 0;
544         }
545         return -EIO;
546 }
547
548 /*
549  * Error hit kernel page.
550  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
551  * could be more sophisticated.
552  */
553 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
554 {
555         return MF_IGNORED;
556 }
557
558 /*
559  * Page in unknown state. Do nothing.
560  */
561 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
562 {
563         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
564         return MF_FAILED;
565 }
566
567 /*
568  * Clean (or cleaned) page cache page.
569  */
570 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
571 {
572         int err;
573         int ret = MF_FAILED;
574         struct address_space *mapping;
575
576         delete_from_lru_cache(p);
577
578         /*
579          * For anonymous pages we're done the only reference left
580          * should be the one m_f() holds.
581          */
582         if (PageAnon(p))
583                 return MF_RECOVERED;
584
585         /*
586          * Now truncate the page in the page cache. This is really
587          * more like a "temporary hole punch"
588          * Don't do this for block devices when someone else
589          * has a reference, because it could be file system metadata
590          * and that's not safe to truncate.
591          */
592         mapping = page_mapping(p);
593         if (!mapping) {
594                 /*
595                  * Page has been teared down in the meanwhile
596                  */
597                 return MF_FAILED;
598         }
599
600         /*
601          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
602          *
603          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
604          */
605         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
606                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
607                 if (err != 0) {
608                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
609                                 pfn, err);
610                 } else if (page_has_private(p) &&
611                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
612                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
613                                 pfn);
614                 } else {
615                         ret = MF_RECOVERED;
616                 }
617         } else {
618                 /*
619                  * If the file system doesn't support it just invalidate
620                  * This fails on dirty or anything with private pages
621                  */
622                 if (invalidate_inode_page(p))
623                         ret = MF_RECOVERED;
624                 else
625                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
626                                 pfn);
627         }
628         return ret;
629 }
630
631 /*
632  * Dirty pagecache page
633  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
634  * propagated.
635  */
636 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
637 {
638         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
639
640         SetPageError(p);
641         /* TBD: print more information about the file. */
642         if (mapping) {
643                 /*
644                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
645                  * who check the mapping.
646                  * This way the application knows that something went
647                  * wrong with its dirty file data.
648                  *
649                  * There's one open issue:
650                  *
651                  * The EIO will be only reported on the next IO
652                  * operation and then cleared through the IO map.
653                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
654                  * first through the AS_EIO flag in the address space
655                  * and then through the PageError flag in the page.
656                  * Since we drop pages on memory failure handling the
657                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
658                  *
659                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
660                  * the first operation that returns an error, while
661                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
662                  * when the page is reread or dropped.  If an
663                  * application assumes it will always get error on
664                  * fsync, but does other operations on the fd before
665                  * and the page is dropped between then the error
666                  * will not be properly reported.
667                  *
668                  * This can already happen even without hwpoisoned
669                  * pages: first on metadata IO errors (which only
670                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
671                  * at the wrong time.
672                  *
673                  * So right now we assume that the application DTRT on
674                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
675                  * of the kernel.
676                  */
677                 mapping_set_error(mapping, EIO);
678         }
679
680         return me_pagecache_clean(p, pfn);
681 }
682
683 /*
684  * Clean and dirty swap cache.
685  *
686  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
687  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
688  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
689  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
690  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
691  * and then
692  *      - clear dirty bit to prevent IO
693  *      - remove from LRU
694  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
695  *        a later page fault, we know the application is accessing
696  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
697  *        interception code in do_swap_page to catch it).
698  *
699  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
700  * bring in the known good data from disk.
701  */
702 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
703 {
704         ClearPageDirty(p);
705         /* Trigger EIO in shmem: */
706         ClearPageUptodate(p);
707
708         if (!delete_from_lru_cache(p))
709                 return MF_DELAYED;
710         else
711                 return MF_FAILED;
712 }
713
714 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
715 {
716         delete_from_swap_cache(p);
717
718         if (!delete_from_lru_cache(p))
719                 return MF_RECOVERED;
720         else
721                 return MF_FAILED;
722 }
723
724 /*
725  * Huge pages. Needs work.
726  * Issues:
727  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
728  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
729  */
730 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
731 {
732         int res = 0;
733         struct page *hpage = compound_head(p);
734
735         if (!PageHuge(hpage))
736                 return MF_DELAYED;
737
738         /*
739          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
740          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
741          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
742          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
743          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
744          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
745          */
746         if (!(page_mapping(hpage) || PageAnon(hpage))) {
747                 res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
748                 if (!res)
749                         return MF_RECOVERED;
750         }
751         return MF_DELAYED;
752 }
753
754 /*
755  * Various page states we can handle.
756  *
757  * A page state is defined by its current page->flags bits.
758  * The table matches them in order and calls the right handler.
759  *
760  * This is quite tricky because we can access page at any time
761  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
762  *
763  * This is not complete. More states could be added.
764  * For any missing state don't attempt recovery.
765  */
766
767 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
768 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
769 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
770 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
771 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
772 #define lru             (1UL << PG_lru)
773 #define head            (1UL << PG_head)
774 #define slab            (1UL << PG_slab)
775 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
776
777 static struct page_state {
778         unsigned long mask;
779         unsigned long res;
780         enum mf_action_page_type type;
781         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
782 } error_states[] = {
783         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
784         /*
785          * free pages are specially detected outside this table:
786          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
787          */
788
789         /*
790          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
791          * currently unused objects without touching them. But just
792          * treat it as standard kernel for now.
793          */
794         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
795
796         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
797
798         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
799         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
800
801         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
802         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
803
804         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
805         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
806
807         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
808         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
809
810         /*
811          * Catchall entry: must be at end.
812          */
813         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
814 };
815
816 #undef dirty
817 #undef sc
818 #undef unevict
819 #undef mlock
820 #undef writeback
821 #undef lru
822 #undef head
823 #undef slab
824 #undef reserved
825
826 /*
827  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
828  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
829  */
830 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
831                           enum mf_result result)
832 {
833         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
834
835         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
836                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
837 }
838
839 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
840                         unsigned long pfn)
841 {
842         int result;
843         int count;
844
845         result = ps->action(p, pfn);
846
847         count = page_count(p) - 1;
848         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
849                 count--;
850         if (count != 0) {
851                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
852                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
853                 result = MF_FAILED;
854         }
855         action_result(pfn, ps->type, result);
856
857         /* Could do more checks here if page looks ok */
858         /*
859          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
860          */
861
862         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
863 }
864
865 /**
866  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
867  * @page:       raw error page (hit by memory error)
868  *
869  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
870  * non-zero value.)
871  */
872 int get_hwpoison_page(struct page *page)
873 {
874         struct page *head = compound_head(page);
875
876         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
877                 /*
878                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
879                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
880                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
881                  * tries to touch the "partially handled" page.
882                  */
883                 if (!PageAnon(head)) {
884                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
885                                 page_to_pfn(page));
886                         return 0;
887                 }
888         }
889
890         if (get_page_unless_zero(head)) {
891                 if (head == compound_head(page))
892                         return 1;
893
894                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
895                         page_to_pfn(page));
896                 put_page(head);
897         }
898
899         return 0;
900 }
901 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
902
903 /*
904  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
905  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
906  */
907 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
908                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
909 {
910         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
911         struct address_space *mapping;
912         LIST_HEAD(tokill);
913         int ret;
914         int kill = 1, forcekill;
915         struct page *hpage = *hpagep;
916
917         /*
918          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
919          * other types of pages.
920          */
921         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
922                 return SWAP_SUCCESS;
923         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
924                 return SWAP_SUCCESS;
925
926         /*
927          * This check implies we don't kill processes if their pages
928          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
929          */
930         if (!page_mapped(hpage))
931                 return SWAP_SUCCESS;
932
933         if (PageKsm(p)) {
934                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
935                 return SWAP_FAIL;
936         }
937
938         if (PageSwapCache(p)) {
939                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
940                         pfn);
941                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
942         }
943
944         /*
945          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
946          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
947          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
948          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
949          */
950         mapping = page_mapping(hpage);
951         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
952             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
953                 if (page_mkclean(hpage)) {
954                         SetPageDirty(hpage);
955                 } else {
956                         kill = 0;
957                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
958                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
959                                 pfn);
960                 }
961         }
962
963         /*
964          * First collect all the processes that have the page
965          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
966          * because ttu takes the rmap data structures down.
967          *
968          * Error handling: We ignore errors here because
969          * there's nothing that can be done.
970          */
971         if (kill)
972                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
973
974         ret = try_to_unmap(hpage, ttu);
975         if (ret != SWAP_SUCCESS)
976                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
977                        pfn, page_mapcount(hpage));
978
979         /*
980          * Now that the dirty bit has been propagated to the
981          * struct page and all unmaps done we can decide if
982          * killing is needed or not.  Only kill when the page
983          * was dirty or the process is not restartable,
984          * otherwise the tokill list is merely
985          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
986          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
987          * any accesses to the poisoned memory.
988          */
989         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
990         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno,
991                       ret != SWAP_SUCCESS, p, pfn, flags);
992
993         return ret;
994 }
995
996 static void set_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
997 {
998         int i;
999         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1000         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1001                 SetPageHWPoison(hpage + i);
1002 }
1003
1004 static void clear_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1005 {
1006         int i;
1007         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1008         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1009                 ClearPageHWPoison(hpage + i);
1010 }
1011
1012 /**
1013  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1014  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1015  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1016  * @flags: fine tune action taken
1017  *
1018  * This function is called by the low level machine check code
1019  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1020  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1021  * dropping pages, killing processes etc.
1022  *
1023  * The function is primarily of use for corruptions that
1024  * happen outside the current execution context (e.g. when
1025  * detected by a background scrubber)
1026  *
1027  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1028  * enabled and no spinlocks hold.
1029  */
1030 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1031 {
1032         struct page_state *ps;
1033         struct page *p;
1034         struct page *hpage;
1035         struct page *orig_head;
1036         int res;
1037         unsigned int nr_pages;
1038         unsigned long page_flags;
1039
1040         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1041                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1042
1043         if (!pfn_valid(pfn)) {
1044                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1045                         pfn);
1046                 return -ENXIO;
1047         }
1048
1049         p = pfn_to_page(pfn);
1050         orig_head = hpage = compound_head(p);
1051         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1052                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1053                         pfn);
1054                 return 0;
1055         }
1056
1057         /*
1058          * Currently errors on hugetlbfs pages are measured in hugepage units,
1059          * so nr_pages should be 1 << compound_order.  OTOH when errors are on
1060          * transparent hugepages, they are supposed to be split and error
1061          * measurement is done in normal page units.  So nr_pages should be one
1062          * in this case.
1063          */
1064         if (PageHuge(p))
1065                 nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1066         else /* normal page or thp */
1067                 nr_pages = 1;
1068         num_poisoned_pages_add(nr_pages);
1069
1070         /*
1071          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1072          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1073          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1074          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1075          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1076          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1077          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1078          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1079          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1080          *    used and will be freed some time later.
1081          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1082          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1083          */
1084         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1085                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1086                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1087                         return 0;
1088                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1089                         /*
1090                          * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1091                          */
1092                         lock_page(hpage);
1093                         if (PageHWPoison(hpage)) {
1094                                 if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1095                                     || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1096                                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1097                                         unlock_page(hpage);
1098                                         return 0;
1099                                 }
1100                         }
1101                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1102                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1103                         action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE,
1104                                       res ? MF_IGNORED : MF_DELAYED);
1105                         unlock_page(hpage);
1106                         return res;
1107                 } else {
1108                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1109                         return -EBUSY;
1110                 }
1111         }
1112
1113         if (!PageHuge(p) && PageTransHuge(hpage)) {
1114                 lock_page(p);
1115                 if (!PageAnon(p) || unlikely(split_huge_page(p))) {
1116                         unlock_page(p);
1117                         if (!PageAnon(p))
1118                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1119                                         pfn);
1120                         else
1121                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1122                                         pfn);
1123                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1124                                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1125                         put_hwpoison_page(p);
1126                         return -EBUSY;
1127                 }
1128                 unlock_page(p);
1129                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1130                 hpage = compound_head(p);
1131         }
1132
1133         /*
1134          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1135          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1136          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1137          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1138          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1139          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1140          */
1141         if (!PageHuge(p)) {
1142                 if (!PageLRU(p))
1143                         shake_page(p, 0);
1144                 if (!PageLRU(p)) {
1145                         /*
1146                          * shake_page could have turned it free.
1147                          */
1148                         if (is_free_buddy_page(p)) {
1149                                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1150                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1151                                 else
1152                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND,
1153                                                       MF_DELAYED);
1154                                 return 0;
1155                         }
1156                 }
1157         }
1158
1159         lock_page(hpage);
1160
1161         /*
1162          * The page could have changed compound pages during the locking.
1163          * If this happens just bail out.
1164          */
1165         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1166                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1167                 res = -EBUSY;
1168                 goto out;
1169         }
1170
1171         /*
1172          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1173          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1174          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1175          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1176          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1177          */
1178         page_flags = p->flags;
1179
1180         /*
1181          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1182          */
1183         if (!PageHWPoison(p)) {
1184                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1185                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1186                 unlock_page(hpage);
1187                 put_hwpoison_page(hpage);
1188                 return 0;
1189         }
1190         if (hwpoison_filter(p)) {
1191                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1192                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1193                 unlock_page(hpage);
1194                 put_hwpoison_page(hpage);
1195                 return 0;
1196         }
1197
1198         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1199                 goto identify_page_state;
1200
1201         /*
1202          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1203          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1204          */
1205         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1206                 action_result(pfn, MF_MSG_POISONED_HUGE, MF_IGNORED);
1207                 unlock_page(hpage);
1208                 put_hwpoison_page(hpage);
1209                 return 0;
1210         }
1211         /*
1212          * Set PG_hwpoison on all pages in an error hugepage,
1213          * because containment is done in hugepage unit for now.
1214          * Since we have done TestSetPageHWPoison() for the head page with
1215          * page lock held, we can safely set PG_hwpoison bits on tail pages.
1216          */
1217         if (PageHuge(p))
1218                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1219
1220         /*
1221          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1222          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1223          */
1224         wait_on_page_writeback(p);
1225
1226         /*
1227          * Now take care of user space mappings.
1228          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1229          *
1230          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1231          * page after thp split.
1232          */
1233         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)
1234             != SWAP_SUCCESS) {
1235                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1236                 res = -EBUSY;
1237                 goto out;
1238         }
1239
1240         /*
1241          * Torn down by someone else?
1242          */
1243         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1244                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1245                 res = -EBUSY;
1246                 goto out;
1247         }
1248
1249 identify_page_state:
1250         res = -EBUSY;
1251         /*
1252          * The first check uses the current page flags which may not have any
1253          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1254          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1255          */
1256         for (ps = error_states;; ps++)
1257                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1258                         break;
1259
1260         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1261
1262         if (!ps->mask)
1263                 for (ps = error_states;; ps++)
1264                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1265                                 break;
1266         res = page_action(ps, p, pfn);
1267 out:
1268         unlock_page(hpage);
1269         return res;
1270 }
1271 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1272
1273 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1274 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1275
1276 struct memory_failure_entry {
1277         unsigned long pfn;
1278         int trapno;
1279         int flags;
1280 };
1281
1282 struct memory_failure_cpu {
1283         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1284                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1285         spinlock_t lock;
1286         struct work_struct work;
1287 };
1288
1289 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1290
1291 /**
1292  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1293  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1294  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1295  * @flags: Flags for memory failure handling
1296  *
1297  * This function is called by the low level hardware error handler
1298  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1299  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1300  * processes etc.
1301  *
1302  * The function is primarily of use for corruptions that
1303  * happen outside the current execution context (e.g. when
1304  * detected by a background scrubber)
1305  *
1306  * Can run in IRQ context.
1307  */
1308 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1309 {
1310         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1311         unsigned long proc_flags;
1312         struct memory_failure_entry entry = {
1313                 .pfn =          pfn,
1314                 .trapno =       trapno,
1315                 .flags =        flags,
1316         };
1317
1318         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1319         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1320         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1321                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1322         else
1323                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1324                        pfn);
1325         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1326         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1327 }
1328 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1329
1330 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1331 {
1332         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1333         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1334         unsigned long proc_flags;
1335         int gotten;
1336
1337         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1338         for (;;) {
1339                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1340                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1341                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1342                 if (!gotten)
1343                         break;
1344                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1345                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1346                 else
1347                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1348         }
1349 }
1350
1351 static int __init memory_failure_init(void)
1352 {
1353         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1354         int cpu;
1355
1356         for_each_possible_cpu(cpu) {
1357                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1358                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1359                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1360                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1361         }
1362
1363         return 0;
1364 }
1365 core_initcall(memory_failure_init);
1366
1367 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1368 ({                                                      \
1369         if (__ratelimit(rs))                            \
1370                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1371 })
1372
1373 /**
1374  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1375  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1376  *
1377  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1378  * memory_failure() earlier.
1379  *
1380  * This is only done on the software-level, so it only works
1381  * for linux injected failures, not real hardware failures
1382  *
1383  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1384  */
1385 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1386 {
1387         struct page *page;
1388         struct page *p;
1389         int freeit = 0;
1390         unsigned int nr_pages;
1391         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1392                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1393
1394         if (!pfn_valid(pfn))
1395                 return -ENXIO;
1396
1397         p = pfn_to_page(pfn);
1398         page = compound_head(p);
1399
1400         if (!PageHWPoison(p)) {
1401                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1402                                  pfn, &unpoison_rs);
1403                 return 0;
1404         }
1405
1406         if (page_count(page) > 1) {
1407                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1408                                  pfn, &unpoison_rs);
1409                 return 0;
1410         }
1411
1412         if (page_mapped(page)) {
1413                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1414                                  pfn, &unpoison_rs);
1415                 return 0;
1416         }
1417
1418         if (page_mapping(page)) {
1419                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1420                                  pfn, &unpoison_rs);
1421                 return 0;
1422         }
1423
1424         /*
1425          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1426          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1427          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1428          */
1429         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1430                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1431                                  pfn, &unpoison_rs);
1432                 return 0;
1433         }
1434
1435         nr_pages = 1 << compound_order(page);
1436
1437         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1438                 /*
1439                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1440                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1441                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1442                  * to the end.
1443                  */
1444                 if (PageHuge(page)) {
1445                         unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n",
1446                                          pfn, &unpoison_rs);
1447                         return 0;
1448                 }
1449                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1450                         num_poisoned_pages_dec();
1451                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1452                                  pfn, &unpoison_rs);
1453                 return 0;
1454         }
1455
1456         lock_page(page);
1457         /*
1458          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1459          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1460          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1461          * the free buddy page pool.
1462          */
1463         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1464                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1465                                  pfn, &unpoison_rs);
1466                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1467                 freeit = 1;
1468                 if (PageHuge(page))
1469                         clear_page_hwpoison_huge_page(page);
1470         }
1471         unlock_page(page);
1472
1473         put_hwpoison_page(page);
1474         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1475                 put_hwpoison_page(page);
1476
1477         return 0;
1478 }
1479 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1480
1481 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1482 {
1483         int nid = page_to_nid(p);
1484         if (PageHuge(p))
1485                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1486                                                    nid);
1487         else
1488                 return __alloc_pages_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1489 }
1490
1491 /*
1492  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1493  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1494  * that is not free, and 1 for any other page type.
1495  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1496  */
1497 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1498 {
1499         int ret;
1500
1501         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1502                 return 1;
1503
1504         /*
1505          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1506          * from free hugepage list.
1507          */
1508         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1509                 if (PageHuge(p)) {
1510                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1511                         ret = 0;
1512                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1513                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1514                         ret = 0;
1515                 } else {
1516                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1517                                 __func__, pfn, p->flags);
1518                         ret = -EIO;
1519                 }
1520         } else {
1521                 /* Not a free page */
1522                 ret = 1;
1523         }
1524         return ret;
1525 }
1526
1527 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1528 {
1529         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1530
1531         if (ret == 1 && !PageHuge(page) &&
1532             !PageLRU(page) && !__PageMovable(page)) {
1533                 /*
1534                  * Try to free it.
1535                  */
1536                 put_hwpoison_page(page);
1537                 shake_page(page, 1);
1538
1539                 /*
1540                  * Did it turn free?
1541                  */
1542                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1543                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1544                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1545                         put_hwpoison_page(page);
1546                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1547                                 pfn, page->flags);
1548                         return -EIO;
1549                 }
1550         }
1551         return ret;
1552 }
1553
1554 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1555 {
1556         int ret;
1557         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1558         struct page *hpage = compound_head(page);
1559         LIST_HEAD(pagelist);
1560
1561         /*
1562          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1563          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1564          */
1565         lock_page(hpage);
1566         if (PageHWPoison(hpage)) {
1567                 unlock_page(hpage);
1568                 put_hwpoison_page(hpage);
1569                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1570                 return -EBUSY;
1571         }
1572         unlock_page(hpage);
1573
1574         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1575         /*
1576          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1577          * so need to drop one here.
1578          */
1579         put_hwpoison_page(hpage);
1580         if (!ret) {
1581                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1582                 return -EBUSY;
1583         }
1584
1585         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1586                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1587         if (ret) {
1588                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1589                         pfn, ret, page->flags);
1590                 /*
1591                  * We know that soft_offline_huge_page() tries to migrate
1592                  * only one hugepage pointed to by hpage, so we need not
1593                  * run through the pagelist here.
1594                  */
1595                 putback_active_hugepage(hpage);
1596                 if (ret > 0)
1597                         ret = -EIO;
1598         } else {
1599                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1600                 if (PageHuge(page)) {
1601                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1602                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1603                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1604                 } else {
1605                         SetPageHWPoison(page);
1606                         num_poisoned_pages_inc();
1607                 }
1608         }
1609         return ret;
1610 }
1611
1612 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1613 {
1614         int ret;
1615         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1616
1617         /*
1618          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1619          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1620          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1621          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1622          */
1623         lock_page(page);
1624         wait_on_page_writeback(page);
1625         if (PageHWPoison(page)) {
1626                 unlock_page(page);
1627                 put_hwpoison_page(page);
1628                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1629                 return -EBUSY;
1630         }
1631         /*
1632          * Try to invalidate first. This should work for
1633          * non dirty unmapped page cache pages.
1634          */
1635         ret = invalidate_inode_page(page);
1636         unlock_page(page);
1637         /*
1638          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1639          * would need to fix isolation locking first.
1640          */
1641         if (ret == 1) {
1642                 put_hwpoison_page(page);
1643                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1644                 SetPageHWPoison(page);
1645                 num_poisoned_pages_inc();
1646                 return 0;
1647         }
1648
1649         /*
1650          * Simple invalidation didn't work.
1651          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1652          * handles a large number of cases for us.
1653          */
1654         if (PageLRU(page))
1655                 ret = isolate_lru_page(page);
1656         else
1657                 ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1658         /*
1659          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1660          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1661          */
1662         put_hwpoison_page(page);
1663         if (!ret) {
1664                 LIST_HEAD(pagelist);
1665                 /*
1666                  * After isolated lru page, the PageLRU will be cleared,
1667                  * so use !__PageMovable instead for LRU page's mapping
1668                  * cannot have PAGE_MAPPING_MOVABLE.
1669                  */
1670                 if (!__PageMovable(page))
1671                         inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1672                                                 page_is_file_cache(page));
1673                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1674                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1675                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1676                 if (ret) {
1677                         if (!list_empty(&pagelist))
1678                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1679
1680                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1681                                 pfn, ret, page->flags);
1682                         if (ret > 0)
1683                                 ret = -EIO;
1684                 }
1685         } else {
1686                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1687                         pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1688         }
1689         return ret;
1690 }
1691
1692 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1693 {
1694         int ret;
1695         struct page *hpage = compound_head(page);
1696
1697         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1698                 lock_page(hpage);
1699                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1700                         unlock_page(hpage);
1701                         if (!PageAnon(hpage))
1702                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1703                         else
1704                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1705                         put_hwpoison_page(hpage);
1706                         return -EBUSY;
1707                 }
1708                 unlock_page(hpage);
1709                 get_hwpoison_page(page);
1710                 put_hwpoison_page(hpage);
1711         }
1712
1713         if (PageHuge(page))
1714                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1715         else
1716                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1717
1718         return ret;
1719 }
1720
1721 static void soft_offline_free_page(struct page *page)
1722 {
1723         if (PageHuge(page)) {
1724                 struct page *hpage = compound_head(page);
1725
1726                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1727                 if (!dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage))
1728                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1729         } else {
1730                 if (!TestSetPageHWPoison(page))
1731                         num_poisoned_pages_inc();
1732         }
1733 }
1734
1735 /**
1736  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1737  * @page: page to offline
1738  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1739  *
1740  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1741  *
1742  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1743  * without killing anything. This is for the case when
1744  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1745  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1746  * out.
1747  *
1748  * The actual policy on when to do that is maintained by
1749  * user space.
1750  *
1751  * This should never impact any application or cause data loss,
1752  * however it might take some time.
1753  *
1754  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1755  * ``good enough'' for the majority of memory.
1756  */
1757 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1758 {
1759         int ret;
1760         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1761
1762         if (PageHWPoison(page)) {
1763                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1764                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1765                         put_hwpoison_page(page);
1766                 return -EBUSY;
1767         }
1768
1769         get_online_mems();
1770         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1771         put_online_mems();
1772
1773         if (ret > 0)
1774                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1775         else if (ret == 0)
1776                 soft_offline_free_page(page);
1777
1778         return ret;
1779 }