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