GNU Linux-libre 4.19.245-gnu1
[releases.git] / mm / memory-failure.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2008, 2009 Intel Corporation
3  * Authors: Andi Kleen, Fengguang Wu
4  *
5  * This software may be redistributed and/or modified under the terms of
6  * the GNU General Public License ("GPL") version 2 only as published by the
7  * Free Software Foundation.
8  *
9  * High level machine check handler. Handles pages reported by the
10  * hardware as being corrupted usually due to a multi-bit ECC memory or cache
11  * failure.
12  * 
13  * In addition there is a "soft offline" entry point that allows stop using
14  * not-yet-corrupted-by-suspicious pages without killing anything.
15  *
16  * Handles page cache pages in various states.  The tricky part
17  * here is that we can access any page asynchronously in respect to 
18  * other VM users, because memory failures could happen anytime and 
19  * anywhere. This could violate some of their assumptions. This is why 
20  * this code has to be extremely careful. Generally it tries to use 
21  * normal locking rules, as in get the standard locks, even if that means 
22  * the error handling takes potentially a long time.
23  *
24  * It can be very tempting to add handling for obscure cases here.
25  * In general any code for handling new cases should only be added iff:
26  * - You know how to test it.
27  * - You have a test that can be added to mce-test
28  *   https://git.kernel.org/cgit/utils/cpu/mce/mce-test.git/
29  * - The case actually shows up as a frequent (top 10) page state in
30  *   tools/vm/page-types when running a real workload.
31  * 
32  * There are several operations here with exponential complexity because
33  * of unsuitable VM data structures. For example the operation to map back 
34  * from RMAP chains to processes has to walk the complete process list and 
35  * has non linear complexity with the number. But since memory corruptions
36  * are rare we hope to get away with this. This avoids impacting the core 
37  * VM.
38  */
39 #include <linux/kernel.h>
40 #include <linux/mm.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/kernel-page-flags.h>
43 #include <linux/sched/signal.h>
44 #include <linux/sched/task.h>
45 #include <linux/ksm.h>
46 #include <linux/rmap.h>
47 #include <linux/export.h>
48 #include <linux/pagemap.h>
49 #include <linux/swap.h>
50 #include <linux/backing-dev.h>
51 #include <linux/migrate.h>
52 #include <linux/suspend.h>
53 #include <linux/slab.h>
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/hugetlb.h>
56 #include <linux/memory_hotplug.h>
57 #include <linux/mm_inline.h>
58 #include <linux/memremap.h>
59 #include <linux/kfifo.h>
60 #include <linux/ratelimit.h>
61 #include <linux/page-isolation.h>
62 #include "internal.h"
63 #include "ras/ras_event.h"
64
65 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
66
67 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
68
69 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
70
71 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
72
73 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
74 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
75 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
76 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
77 u64 hwpoison_filter_flags_value;
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
80 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
81 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
82 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
83
84 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
85 {
86         struct address_space *mapping;
87         dev_t dev;
88
89         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
90             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
91                 return 0;
92
93         /*
94          * page_mapping() does not accept slab pages.
95          */
96         if (PageSlab(p))
97                 return -EINVAL;
98
99         mapping = page_mapping(p);
100         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
101                 return -EINVAL;
102
103         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
104         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
105             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
106                 return -EINVAL;
107         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
108             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
109                 return -EINVAL;
110
111         return 0;
112 }
113
114 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
115 {
116         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
117                 return 0;
118
119         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
120                                     hwpoison_filter_flags_value)
121                 return 0;
122         else
123                 return -EINVAL;
124 }
125
126 /*
127  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
128  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
129  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
130  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
131  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
132  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
133  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
134  * a freed page.
135  */
136 #ifdef CONFIG_MEMCG
137 u64 hwpoison_filter_memcg;
138 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
139 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
140 {
141         if (!hwpoison_filter_memcg)
142                 return 0;
143
144         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
145                 return -EINVAL;
146
147         return 0;
148 }
149 #else
150 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
151 #endif
152
153 int hwpoison_filter(struct page *p)
154 {
155         if (!hwpoison_filter_enable)
156                 return 0;
157
158         if (hwpoison_filter_dev(p))
159                 return -EINVAL;
160
161         if (hwpoison_filter_flags(p))
162                 return -EINVAL;
163
164         if (hwpoison_filter_task(p))
165                 return -EINVAL;
166
167         return 0;
168 }
169 #else
170 int hwpoison_filter(struct page *p)
171 {
172         return 0;
173 }
174 #endif
175
176 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
177
178 /*
179  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
180  * the page.
181  *
182  * General strategy:
183  * Find all processes having the page mapped and kill them.
184  * But we keep a page reference around so that the page is not
185  * actually freed yet.
186  * Then stash the page away
187  *
188  * There's no convenient way to get back to mapped processes
189  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
190  * running processes.
191  *
192  * Remember that machine checks are not common (or rather
193  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
194  * be a performance issue.
195  *
196  * Also there are some races possible while we get from the
197  * error detection to actually handle it.
198  */
199
200 struct to_kill {
201         struct list_head nd;
202         struct task_struct *tsk;
203         unsigned long addr;
204         short size_shift;
205 };
206
207 /*
208  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
209  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
210  * ``action required'' if error happened in current execution context
211  */
212 static int kill_proc(struct to_kill *tk, unsigned long pfn, int flags)
213 {
214         struct task_struct *t = tk->tsk;
215         short addr_lsb = tk->size_shift;
216         int ret;
217
218         pr_err("Memory failure: %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
219                 pfn, t->comm, t->pid);
220
221         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
222                 ret = force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)tk->addr,
223                                        addr_lsb, current);
224         } else {
225                 /*
226                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
227                  * can be temporarily blocked.
228                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
229                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
230                  */
231                 ret = send_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AO, (void __user *)tk->addr,
232                                       addr_lsb, t);  /* synchronous? */
233         }
234         if (ret < 0)
235                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
236                         t->comm, t->pid, ret);
237         return ret;
238 }
239
240 /*
241  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
242  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
243  */
244 void shake_page(struct page *p, int access)
245 {
246         if (PageHuge(p))
247                 return;
248
249         if (!PageSlab(p)) {
250                 lru_add_drain_all();
251                 if (PageLRU(p))
252                         return;
253                 drain_all_pages(page_zone(p));
254                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
255                         return;
256         }
257
258         /*
259          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
260          * other caches) if access is not potentially fatal.
261          */
262         if (access)
263                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
264 }
265 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
266
267 static unsigned long dev_pagemap_mapping_shift(struct page *page,
268                 struct vm_area_struct *vma)
269 {
270         unsigned long address = vma_address(page, vma);
271         pgd_t *pgd;
272         p4d_t *p4d;
273         pud_t *pud;
274         pmd_t *pmd;
275         pte_t *pte;
276
277         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, address);
278         if (!pgd_present(*pgd))
279                 return 0;
280         p4d = p4d_offset(pgd, address);
281         if (!p4d_present(*p4d))
282                 return 0;
283         pud = pud_offset(p4d, address);
284         if (!pud_present(*pud))
285                 return 0;
286         if (pud_devmap(*pud))
287                 return PUD_SHIFT;
288         pmd = pmd_offset(pud, address);
289         if (!pmd_present(*pmd))
290                 return 0;
291         if (pmd_devmap(*pmd))
292                 return PMD_SHIFT;
293         pte = pte_offset_map(pmd, address);
294         if (!pte_present(*pte))
295                 return 0;
296         if (pte_devmap(*pte))
297                 return PAGE_SHIFT;
298         return 0;
299 }
300
301 /*
302  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
303  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
304  */
305
306 /*
307  * Schedule a process for later kill.
308  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
309  * TBD would GFP_NOIO be enough?
310  */
311 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
312                        struct vm_area_struct *vma,
313                        struct list_head *to_kill,
314                        struct to_kill **tkc)
315 {
316         struct to_kill *tk;
317
318         if (*tkc) {
319                 tk = *tkc;
320                 *tkc = NULL;
321         } else {
322                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
323                 if (!tk) {
324                         pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
325                         return;
326                 }
327         }
328         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
329         if (is_zone_device_page(p))
330                 tk->size_shift = dev_pagemap_mapping_shift(p, vma);
331         else
332                 tk->size_shift = compound_order(compound_head(p)) + PAGE_SHIFT;
333
334         /*
335          * Send SIGKILL if "tk->addr == -EFAULT". Also, as
336          * "tk->size_shift" is always non-zero for !is_zone_device_page(),
337          * so "tk->size_shift == 0" effectively checks no mapping on
338          * ZONE_DEVICE. Indeed, when a devdax page is mmapped N times
339          * to a process' address space, it's possible not all N VMAs
340          * contain mappings for the page, but at least one VMA does.
341          * Only deliver SIGBUS with payload derived from the VMA that
342          * has a mapping for the page.
343          */
344         if (tk->addr == -EFAULT) {
345                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
346                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
347         } else if (tk->size_shift == 0) {
348                 kfree(tk);
349                 return;
350         }
351         get_task_struct(tsk);
352         tk->tsk = tsk;
353         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
354 }
355
356 /*
357  * Kill the processes that have been collected earlier.
358  *
359  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
360  * (this is used for clean pages which do not need killing)
361  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
362  * wrong earlier.
363  */
364 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, bool fail,
365                 unsigned long pfn, int flags)
366 {
367         struct to_kill *tk, *next;
368
369         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
370                 if (forcekill) {
371                         /*
372                          * In case something went wrong with munmapping
373                          * make sure the process doesn't catch the
374                          * signal and then access the memory. Just kill it.
375                          */
376                         if (fail || tk->addr == -EFAULT) {
377                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
378                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
379                                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV,
380                                                  tk->tsk, PIDTYPE_PID);
381                         }
382
383                         /*
384                          * In theory the process could have mapped
385                          * something else on the address in-between. We could
386                          * check for that, but we need to tell the
387                          * process anyways.
388                          */
389                         else if (kill_proc(tk, pfn, flags) < 0)
390                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
391                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
392                 }
393                 put_task_struct(tk->tsk);
394                 kfree(tk);
395         }
396 }
397
398 /*
399  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
400  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
401  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
402  *
403  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
404  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
405  */
406 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
407 {
408         struct task_struct *t;
409
410         for_each_thread(tsk, t)
411                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
412                         return t;
413         return NULL;
414 }
415
416 /*
417  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
418  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
419  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
420  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
421  */
422 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
423                                            int force_early)
424 {
425         struct task_struct *t;
426         if (!tsk->mm)
427                 return NULL;
428         if (force_early)
429                 return tsk;
430         t = find_early_kill_thread(tsk);
431         if (t)
432                 return t;
433         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
434                 return tsk;
435         return NULL;
436 }
437
438 /*
439  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
440  */
441 static void collect_procs_anon(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 anon_vma *av;
447         pgoff_t pgoff;
448
449         av = page_lock_anon_vma_read(page);
450         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
451                 return;
452
453         pgoff = page_to_pgoff(page);
454         read_lock(&tasklist_lock);
455         for_each_process (tsk) {
456                 struct anon_vma_chain *vmac;
457                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
458
459                 if (!t)
460                         continue;
461                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
462                                                pgoff, pgoff) {
463                         vma = vmac->vma;
464                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
465                                 continue;
466                         if (vma->vm_mm == t->mm)
467                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
468                 }
469         }
470         read_unlock(&tasklist_lock);
471         page_unlock_anon_vma_read(av);
472 }
473
474 /*
475  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
476  */
477 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
478                               struct to_kill **tkc, int force_early)
479 {
480         struct vm_area_struct *vma;
481         struct task_struct *tsk;
482         struct address_space *mapping = page->mapping;
483
484         i_mmap_lock_read(mapping);
485         read_lock(&tasklist_lock);
486         for_each_process(tsk) {
487                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
488                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
489
490                 if (!t)
491                         continue;
492                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
493                                       pgoff) {
494                         /*
495                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
496                          * the page but the corrupted page is not necessarily
497                          * mapped it in its pte.
498                          * Assume applications who requested early kill want
499                          * to be informed of all such data corruptions.
500                          */
501                         if (vma->vm_mm == t->mm)
502                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
503                 }
504         }
505         read_unlock(&tasklist_lock);
506         i_mmap_unlock_read(mapping);
507 }
508
509 /*
510  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
511  * This is done in two steps for locking reasons.
512  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
513  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
514  */
515 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
516                                 int force_early)
517 {
518         struct to_kill *tk;
519
520         if (!page->mapping)
521                 return;
522
523         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
524         if (!tk)
525                 return;
526         if (PageAnon(page))
527                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
528         else
529                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
530         kfree(tk);
531 }
532
533 static const char *action_name[] = {
534         [MF_IGNORED] = "Ignored",
535         [MF_FAILED] = "Failed",
536         [MF_DELAYED] = "Delayed",
537         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
538 };
539
540 static const char * const action_page_types[] = {
541         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
542         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
543         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
544         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
545         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
546         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
547         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
548         [MF_MSG_NON_PMD_HUGE]           = "non-pmd-sized huge page",
549         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
550         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
551         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
552         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
553         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
554         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
555         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
556         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
557         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
558         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
559         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
560         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
561         [MF_MSG_DAX]                    = "dax page",
562         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
563 };
564
565 /*
566  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
567  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
568  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
569  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
570  */
571 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
572 {
573         if (!isolate_lru_page(p)) {
574                 /*
575                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
576                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
577                  */
578                 ClearPageActive(p);
579                 ClearPageUnevictable(p);
580
581                 /*
582                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
583                  * to uncharge it manually from its memcg.
584                  */
585                 mem_cgroup_uncharge(p);
586
587                 /*
588                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
589                  */
590                 put_page(p);
591                 return 0;
592         }
593         return -EIO;
594 }
595
596 static int truncate_error_page(struct page *p, unsigned long pfn,
597                                 struct address_space *mapping)
598 {
599         int ret = MF_FAILED;
600
601         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
602                 int err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
603
604                 if (err != 0) {
605                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
606                                 pfn, err);
607                 } else if (page_has_private(p) &&
608                            !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
609                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
610                                 pfn);
611                 } else {
612                         ret = MF_RECOVERED;
613                 }
614         } else {
615                 /*
616                  * If the file system doesn't support it just invalidate
617                  * This fails on dirty or anything with private pages
618                  */
619                 if (invalidate_inode_page(p))
620                         ret = MF_RECOVERED;
621                 else
622                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
623                                 pfn);
624         }
625
626         return ret;
627 }
628
629 /*
630  * Error hit kernel page.
631  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
632  * could be more sophisticated.
633  */
634 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
635 {
636         return MF_IGNORED;
637 }
638
639 /*
640  * Page in unknown state. Do nothing.
641  */
642 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
643 {
644         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
645         return MF_FAILED;
646 }
647
648 /*
649  * Clean (or cleaned) page cache page.
650  */
651 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
652 {
653         struct address_space *mapping;
654
655         delete_from_lru_cache(p);
656
657         /*
658          * For anonymous pages we're done the only reference left
659          * should be the one m_f() holds.
660          */
661         if (PageAnon(p))
662                 return MF_RECOVERED;
663
664         /*
665          * Now truncate the page in the page cache. This is really
666          * more like a "temporary hole punch"
667          * Don't do this for block devices when someone else
668          * has a reference, because it could be file system metadata
669          * and that's not safe to truncate.
670          */
671         mapping = page_mapping(p);
672         if (!mapping) {
673                 /*
674                  * Page has been teared down in the meanwhile
675                  */
676                 return MF_FAILED;
677         }
678
679         /*
680          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
681          *
682          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
683          */
684         return truncate_error_page(p, pfn, mapping);
685 }
686
687 /*
688  * Dirty pagecache page
689  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
690  * propagated.
691  */
692 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
693 {
694         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
695
696         SetPageError(p);
697         /* TBD: print more information about the file. */
698         if (mapping) {
699                 /*
700                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
701                  * who check the mapping.
702                  * This way the application knows that something went
703                  * wrong with its dirty file data.
704                  *
705                  * There's one open issue:
706                  *
707                  * The EIO will be only reported on the next IO
708                  * operation and then cleared through the IO map.
709                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
710                  * first through the AS_EIO flag in the address space
711                  * and then through the PageError flag in the page.
712                  * Since we drop pages on memory failure handling the
713                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
714                  *
715                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
716                  * the first operation that returns an error, while
717                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
718                  * when the page is reread or dropped.  If an
719                  * application assumes it will always get error on
720                  * fsync, but does other operations on the fd before
721                  * and the page is dropped between then the error
722                  * will not be properly reported.
723                  *
724                  * This can already happen even without hwpoisoned
725                  * pages: first on metadata IO errors (which only
726                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
727                  * at the wrong time.
728                  *
729                  * So right now we assume that the application DTRT on
730                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
731                  * of the kernel.
732                  */
733                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
734         }
735
736         return me_pagecache_clean(p, pfn);
737 }
738
739 /*
740  * Clean and dirty swap cache.
741  *
742  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
743  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
744  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
745  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
746  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
747  * and then
748  *      - clear dirty bit to prevent IO
749  *      - remove from LRU
750  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
751  *        a later page fault, we know the application is accessing
752  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
753  *        interception code in do_swap_page to catch it).
754  *
755  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
756  * bring in the known good data from disk.
757  */
758 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
759 {
760         ClearPageDirty(p);
761         /* Trigger EIO in shmem: */
762         ClearPageUptodate(p);
763
764         if (!delete_from_lru_cache(p))
765                 return MF_DELAYED;
766         else
767                 return MF_FAILED;
768 }
769
770 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
771 {
772         delete_from_swap_cache(p);
773
774         if (!delete_from_lru_cache(p))
775                 return MF_RECOVERED;
776         else
777                 return MF_FAILED;
778 }
779
780 /*
781  * Huge pages. Needs work.
782  * Issues:
783  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
784  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
785  */
786 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
787 {
788         int res = 0;
789         struct page *hpage = compound_head(p);
790         struct address_space *mapping;
791
792         if (!PageHuge(hpage))
793                 return MF_DELAYED;
794
795         mapping = page_mapping(hpage);
796         if (mapping) {
797                 res = truncate_error_page(hpage, pfn, mapping);
798         } else {
799                 unlock_page(hpage);
800                 /*
801                  * migration entry prevents later access on error anonymous
802                  * hugepage, so we can free and dissolve it into buddy to
803                  * save healthy subpages.
804                  */
805                 if (PageAnon(hpage))
806                         put_page(hpage);
807                 dissolve_free_huge_page(p);
808                 res = MF_RECOVERED;
809                 lock_page(hpage);
810         }
811
812         return res;
813 }
814
815 /*
816  * Various page states we can handle.
817  *
818  * A page state is defined by its current page->flags bits.
819  * The table matches them in order and calls the right handler.
820  *
821  * This is quite tricky because we can access page at any time
822  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
823  *
824  * This is not complete. More states could be added.
825  * For any missing state don't attempt recovery.
826  */
827
828 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
829 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
830 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
831 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
832 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
833 #define lru             (1UL << PG_lru)
834 #define head            (1UL << PG_head)
835 #define slab            (1UL << PG_slab)
836 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
837
838 static struct page_state {
839         unsigned long mask;
840         unsigned long res;
841         enum mf_action_page_type type;
842         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
843 } error_states[] = {
844         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
845         /*
846          * free pages are specially detected outside this table:
847          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
848          */
849
850         /*
851          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
852          * currently unused objects without touching them. But just
853          * treat it as standard kernel for now.
854          */
855         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
856
857         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
858
859         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
860         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
861
862         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
863         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
864
865         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
866         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
867
868         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
869         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
870
871         /*
872          * Catchall entry: must be at end.
873          */
874         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
875 };
876
877 #undef dirty
878 #undef sc
879 #undef unevict
880 #undef mlock
881 #undef writeback
882 #undef lru
883 #undef head
884 #undef slab
885 #undef reserved
886
887 /*
888  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
889  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
890  */
891 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
892                           enum mf_result result)
893 {
894         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
895
896         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
897                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
898 }
899
900 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
901                         unsigned long pfn)
902 {
903         int result;
904         int count;
905
906         result = ps->action(p, pfn);
907
908         count = page_count(p) - 1;
909         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
910                 count--;
911         if (count > 0) {
912                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
913                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
914                 result = MF_FAILED;
915         }
916         action_result(pfn, ps->type, result);
917
918         /* Could do more checks here if page looks ok */
919         /*
920          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
921          */
922
923         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
924 }
925
926 /**
927  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
928  * @page:       raw error page (hit by memory error)
929  *
930  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
931  * non-zero value.)
932  */
933 int get_hwpoison_page(struct page *page)
934 {
935         struct page *head = compound_head(page);
936
937         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
938                 /*
939                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
940                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
941                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
942                  * tries to touch the "partially handled" page.
943                  */
944                 if (!PageAnon(head)) {
945                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
946                                 page_to_pfn(page));
947                         return 0;
948                 }
949         }
950
951         if (get_page_unless_zero(head)) {
952                 if (head == compound_head(page))
953                         return 1;
954
955                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
956                         page_to_pfn(page));
957                 put_page(head);
958         }
959
960         return 0;
961 }
962 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
963
964 /*
965  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
966  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
967  */
968 static bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
969                                   int flags, struct page **hpagep)
970 {
971         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
972         struct address_space *mapping;
973         LIST_HEAD(tokill);
974         bool unmap_success;
975         int kill = 1, forcekill;
976         struct page *hpage = *hpagep;
977         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
978
979         /*
980          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
981          * other types of pages.
982          */
983         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
984                 return true;
985         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
986                 return true;
987
988         /*
989          * This check implies we don't kill processes if their pages
990          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
991          */
992         if (!page_mapped(hpage))
993                 return true;
994
995         if (PageKsm(p)) {
996                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
997                 return false;
998         }
999
1000         if (PageSwapCache(p)) {
1001                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
1002                         pfn);
1003                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1004         }
1005
1006         /*
1007          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
1008          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
1009          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
1010          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
1011          */
1012         mapping = page_mapping(hpage);
1013         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
1014             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
1015                 if (page_mkclean(hpage)) {
1016                         SetPageDirty(hpage);
1017                 } else {
1018                         kill = 0;
1019                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1020                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
1021                                 pfn);
1022                 }
1023         }
1024
1025         /*
1026          * First collect all the processes that have the page
1027          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1028          * because ttu takes the rmap data structures down.
1029          *
1030          * Error handling: We ignore errors here because
1031          * there's nothing that can be done.
1032          */
1033         if (kill)
1034                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1035
1036         unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
1037         if (!unmap_success)
1038                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1039                        pfn, page_mapcount(hpage));
1040
1041         /*
1042          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
1043          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
1044          */
1045         if (mlocked)
1046                 shake_page(hpage, 0);
1047
1048         /*
1049          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1050          * struct page and all unmaps done we can decide if
1051          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1052          * was dirty or the process is not restartable,
1053          * otherwise the tokill list is merely
1054          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1055          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1056          * any accesses to the poisoned memory.
1057          */
1058         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1059         kill_procs(&tokill, forcekill, !unmap_success, pfn, flags);
1060
1061         return unmap_success;
1062 }
1063
1064 static int identify_page_state(unsigned long pfn, struct page *p,
1065                                 unsigned long page_flags)
1066 {
1067         struct page_state *ps;
1068
1069         /*
1070          * The first check uses the current page flags which may not have any
1071          * relevant information. The second check with the saved page flags is
1072          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1073          */
1074         for (ps = error_states;; ps++)
1075                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1076                         break;
1077
1078         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1079
1080         if (!ps->mask)
1081                 for (ps = error_states;; ps++)
1082                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1083                                 break;
1084         return page_action(ps, p, pfn);
1085 }
1086
1087 static int memory_failure_hugetlb(unsigned long pfn, int flags)
1088 {
1089         struct page *p = pfn_to_page(pfn);
1090         struct page *head = compound_head(p);
1091         int res;
1092         unsigned long page_flags;
1093
1094         if (TestSetPageHWPoison(head)) {
1095                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1096                        pfn);
1097                 return 0;
1098         }
1099
1100         num_poisoned_pages_inc();
1101
1102         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1103                 /*
1104                  * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1105                  */
1106                 lock_page(head);
1107                 if (PageHWPoison(head)) {
1108                         if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1109                             || (p != head && TestSetPageHWPoison(head))) {
1110                                 num_poisoned_pages_dec();
1111                                 unlock_page(head);
1112                                 return 0;
1113                         }
1114                 }
1115                 unlock_page(head);
1116                 dissolve_free_huge_page(p);
1117                 action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE, MF_DELAYED);
1118                 return 0;
1119         }
1120
1121         lock_page(head);
1122         page_flags = head->flags;
1123
1124         if (!PageHWPoison(head)) {
1125                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1126                 num_poisoned_pages_dec();
1127                 unlock_page(head);
1128                 put_hwpoison_page(head);
1129                 return 0;
1130         }
1131
1132         /*
1133          * TODO: hwpoison for pud-sized hugetlb doesn't work right now, so
1134          * simply disable it. In order to make it work properly, we need
1135          * make sure that:
1136          *  - conversion of a pud that maps an error hugetlb into hwpoison
1137          *    entry properly works, and
1138          *  - other mm code walking over page table is aware of pud-aligned
1139          *    hwpoison entries.
1140          */
1141         if (huge_page_size(page_hstate(head)) > PMD_SIZE) {
1142                 action_result(pfn, MF_MSG_NON_PMD_HUGE, MF_IGNORED);
1143                 res = -EBUSY;
1144                 goto out;
1145         }
1146
1147         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &head)) {
1148                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1149                 res = -EBUSY;
1150                 goto out;
1151         }
1152
1153         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1154 out:
1155         unlock_page(head);
1156         return res;
1157 }
1158
1159 static int memory_failure_dev_pagemap(unsigned long pfn, int flags,
1160                 struct dev_pagemap *pgmap)
1161 {
1162         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1163         const bool unmap_success = true;
1164         unsigned long size = 0;
1165         struct to_kill *tk;
1166         LIST_HEAD(tokill);
1167         int rc = -EBUSY;
1168         loff_t start;
1169
1170         /*
1171          * Prevent the inode from being freed while we are interrogating
1172          * the address_space, typically this would be handled by
1173          * lock_page(), but dax pages do not use the page lock. This
1174          * also prevents changes to the mapping of this pfn until
1175          * poison signaling is complete.
1176          */
1177         if (!dax_lock_mapping_entry(page))
1178                 goto out;
1179
1180         if (hwpoison_filter(page)) {
1181                 rc = 0;
1182                 goto unlock;
1183         }
1184
1185         switch (pgmap->type) {
1186         case MEMORY_DEVICE_PRIVATE:
1187         case MEMORY_DEVICE_PUBLIC:
1188                 /*
1189                  * TODO: Handle HMM pages which may need coordination
1190                  * with device-side memory.
1191                  */
1192                 goto unlock;
1193         default:
1194                 break;
1195         }
1196
1197         /*
1198          * Use this flag as an indication that the dax page has been
1199          * remapped UC to prevent speculative consumption of poison.
1200          */
1201         SetPageHWPoison(page);
1202
1203         /*
1204          * Unlike System-RAM there is no possibility to swap in a
1205          * different physical page at a given virtual address, so all
1206          * userspace consumption of ZONE_DEVICE memory necessitates
1207          * SIGBUS (i.e. MF_MUST_KILL)
1208          */
1209         flags |= MF_ACTION_REQUIRED | MF_MUST_KILL;
1210         collect_procs(page, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1211
1212         list_for_each_entry(tk, &tokill, nd)
1213                 if (tk->size_shift)
1214                         size = max(size, 1UL << tk->size_shift);
1215         if (size) {
1216                 /*
1217                  * Unmap the largest mapping to avoid breaking up
1218                  * device-dax mappings which are constant size. The
1219                  * actual size of the mapping being torn down is
1220                  * communicated in siginfo, see kill_proc()
1221                  */
1222                 start = (page->index << PAGE_SHIFT) & ~(size - 1);
1223                 unmap_mapping_range(page->mapping, start, size, 0);
1224         }
1225         kill_procs(&tokill, flags & MF_MUST_KILL, !unmap_success, pfn, flags);
1226         rc = 0;
1227 unlock:
1228         dax_unlock_mapping_entry(page);
1229 out:
1230         /* drop pgmap ref acquired in caller */
1231         put_dev_pagemap(pgmap);
1232         action_result(pfn, MF_MSG_DAX, rc ? MF_FAILED : MF_RECOVERED);
1233         return rc;
1234 }
1235
1236 /**
1237  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1238  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1239  * @flags: fine tune action taken
1240  *
1241  * This function is called by the low level machine check code
1242  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1243  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1244  * dropping pages, killing processes etc.
1245  *
1246  * The function is primarily of use for corruptions that
1247  * happen outside the current execution context (e.g. when
1248  * detected by a background scrubber)
1249  *
1250  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1251  * enabled and no spinlocks hold.
1252  */
1253 int memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
1254 {
1255         struct page *p;
1256         struct page *hpage;
1257         struct page *orig_head;
1258         struct dev_pagemap *pgmap;
1259         int res;
1260         unsigned long page_flags;
1261
1262         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1263                 panic("Memory failure on page %lx", pfn);
1264
1265         p = pfn_to_online_page(pfn);
1266         if (!p) {
1267                 if (pfn_valid(pfn)) {
1268                         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
1269                         if (pgmap)
1270                                 return memory_failure_dev_pagemap(pfn, flags,
1271                                                                   pgmap);
1272                 }
1273                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1274                         pfn);
1275                 return -ENXIO;
1276         }
1277
1278         if (PageHuge(p))
1279                 return memory_failure_hugetlb(pfn, flags);
1280         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1281                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1282                         pfn);
1283                 return 0;
1284         }
1285
1286         orig_head = hpage = compound_head(p);
1287         num_poisoned_pages_inc();
1288
1289         /*
1290          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1291          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1292          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1293          * 2) it's part of a non-compound high order page.
1294          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1295          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1296          *    used and will be freed some time later.
1297          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1298          * that may make page_ref_freeze()/page_ref_unfreeze() mismatch.
1299          */
1300         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1301                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1302                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1303                         return 0;
1304                 } else {
1305                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1306                         return -EBUSY;
1307                 }
1308         }
1309
1310         if (PageTransHuge(hpage)) {
1311                 lock_page(p);
1312                 if (!PageAnon(p) || unlikely(split_huge_page(p))) {
1313                         unlock_page(p);
1314                         if (!PageAnon(p))
1315                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1316                                         pfn);
1317                         else
1318                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1319                                         pfn);
1320                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1321                                 num_poisoned_pages_dec();
1322                         put_hwpoison_page(p);
1323                         return -EBUSY;
1324                 }
1325                 unlock_page(p);
1326                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1327                 hpage = compound_head(p);
1328         }
1329
1330         /*
1331          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1332          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1333          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1334          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1335          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1336          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1337          */
1338         shake_page(p, 0);
1339         /* shake_page could have turned it free. */
1340         if (!PageLRU(p) && is_free_buddy_page(p)) {
1341                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1342                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1343                 else
1344                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND, MF_DELAYED);
1345                 return 0;
1346         }
1347
1348         lock_page(p);
1349
1350         /*
1351          * The page could have changed compound pages during the locking.
1352          * If this happens just bail out.
1353          */
1354         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1355                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1356                 res = -EBUSY;
1357                 goto out;
1358         }
1359
1360         /*
1361          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1362          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1363          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1364          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1365          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1366          */
1367         if (PageHuge(p))
1368                 page_flags = hpage->flags;
1369         else
1370                 page_flags = p->flags;
1371
1372         /*
1373          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1374          */
1375         if (!PageHWPoison(p)) {
1376                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1377                 num_poisoned_pages_dec();
1378                 unlock_page(p);
1379                 put_hwpoison_page(p);
1380                 return 0;
1381         }
1382         if (hwpoison_filter(p)) {
1383                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1384                         num_poisoned_pages_dec();
1385                 unlock_page(p);
1386                 put_hwpoison_page(p);
1387                 return 0;
1388         }
1389
1390         /*
1391          * __munlock_pagevec may clear a writeback page's LRU flag without
1392          * page_lock. We need wait writeback completion for this page or it
1393          * may trigger vfs BUG while evict inode.
1394          */
1395         if (!PageTransTail(p) && !PageLRU(p) && !PageWriteback(p))
1396                 goto identify_page_state;
1397
1398         /*
1399          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1400          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1401          */
1402         wait_on_page_writeback(p);
1403
1404         /*
1405          * Now take care of user space mappings.
1406          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1407          *
1408          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1409          * page after thp split.
1410          */
1411         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &hpage)) {
1412                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1413                 res = -EBUSY;
1414                 goto out;
1415         }
1416
1417         /*
1418          * Torn down by someone else?
1419          */
1420         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1421                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1422                 res = -EBUSY;
1423                 goto out;
1424         }
1425
1426 identify_page_state:
1427         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1428 out:
1429         unlock_page(p);
1430         return res;
1431 }
1432 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1433
1434 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1435 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1436
1437 struct memory_failure_entry {
1438         unsigned long pfn;
1439         int flags;
1440 };
1441
1442 struct memory_failure_cpu {
1443         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1444                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1445         spinlock_t lock;
1446         struct work_struct work;
1447 };
1448
1449 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1450
1451 /**
1452  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1453  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1454  * @flags: Flags for memory failure handling
1455  *
1456  * This function is called by the low level hardware error handler
1457  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1458  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1459  * processes etc.
1460  *
1461  * The function is primarily of use for corruptions that
1462  * happen outside the current execution context (e.g. when
1463  * detected by a background scrubber)
1464  *
1465  * Can run in IRQ context.
1466  */
1467 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
1468 {
1469         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1470         unsigned long proc_flags;
1471         struct memory_failure_entry entry = {
1472                 .pfn =          pfn,
1473                 .flags =        flags,
1474         };
1475
1476         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1477         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1478         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1479                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1480         else
1481                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1482                        pfn);
1483         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1484         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1485 }
1486 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1487
1488 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1489 {
1490         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1491         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1492         unsigned long proc_flags;
1493         int gotten;
1494
1495         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1496         for (;;) {
1497                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1498                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1499                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1500                 if (!gotten)
1501                         break;
1502                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1503                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1504                 else
1505                         memory_failure(entry.pfn, entry.flags);
1506         }
1507 }
1508
1509 static int __init memory_failure_init(void)
1510 {
1511         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1512         int cpu;
1513
1514         for_each_possible_cpu(cpu) {
1515                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1516                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1517                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1518                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1519         }
1520
1521         return 0;
1522 }
1523 core_initcall(memory_failure_init);
1524
1525 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1526 ({                                                      \
1527         if (__ratelimit(rs))                            \
1528                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1529 })
1530
1531 /**
1532  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1533  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1534  *
1535  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1536  * memory_failure() earlier.
1537  *
1538  * This is only done on the software-level, so it only works
1539  * for linux injected failures, not real hardware failures
1540  *
1541  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1542  */
1543 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1544 {
1545         struct page *page;
1546         struct page *p;
1547         int freeit = 0;
1548         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1549                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1550
1551         if (!pfn_valid(pfn))
1552                 return -ENXIO;
1553
1554         p = pfn_to_page(pfn);
1555         page = compound_head(p);
1556
1557         if (!PageHWPoison(p)) {
1558                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1559                                  pfn, &unpoison_rs);
1560                 return 0;
1561         }
1562
1563         if (page_count(page) > 1) {
1564                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1565                                  pfn, &unpoison_rs);
1566                 return 0;
1567         }
1568
1569         if (page_mapped(page)) {
1570                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1571                                  pfn, &unpoison_rs);
1572                 return 0;
1573         }
1574
1575         if (page_mapping(page)) {
1576                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1577                                  pfn, &unpoison_rs);
1578                 return 0;
1579         }
1580
1581         /*
1582          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1583          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1584          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1585          */
1586         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1587                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1588                                  pfn, &unpoison_rs);
1589                 return 0;
1590         }
1591
1592         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1593                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1594                         num_poisoned_pages_dec();
1595                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1596                                  pfn, &unpoison_rs);
1597                 return 0;
1598         }
1599
1600         lock_page(page);
1601         /*
1602          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1603          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1604          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1605          * the free buddy page pool.
1606          */
1607         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1608                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1609                                  pfn, &unpoison_rs);
1610                 num_poisoned_pages_dec();
1611                 freeit = 1;
1612         }
1613         unlock_page(page);
1614
1615         put_hwpoison_page(page);
1616         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1617                 put_hwpoison_page(page);
1618
1619         return 0;
1620 }
1621 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1622
1623 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private)
1624 {
1625         int nid = page_to_nid(p);
1626
1627         return new_page_nodemask(p, nid, &node_states[N_MEMORY]);
1628 }
1629
1630 /*
1631  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1632  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1633  * that is not free, and 1 for any other page type.
1634  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1635  */
1636 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1637 {
1638         int ret;
1639
1640         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1641                 return 1;
1642
1643         /*
1644          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1645          * from free hugepage list.
1646          */
1647         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1648                 if (PageHuge(p)) {
1649                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1650                         ret = 0;
1651                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1652                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1653                         ret = 0;
1654                 } else {
1655                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1656                                 __func__, pfn, p->flags);
1657                         ret = -EIO;
1658                 }
1659         } else {
1660                 /* Not a free page */
1661                 ret = 1;
1662         }
1663         return ret;
1664 }
1665
1666 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1667 {
1668         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1669
1670         if (ret == 1 && !PageHuge(page) &&
1671             !PageLRU(page) && !__PageMovable(page)) {
1672                 /*
1673                  * Try to free it.
1674                  */
1675                 put_hwpoison_page(page);
1676                 shake_page(page, 1);
1677
1678                 /*
1679                  * Did it turn free?
1680                  */
1681                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1682                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1683                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1684                         put_hwpoison_page(page);
1685                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx (%pGp)\n",
1686                                 pfn, page->flags, &page->flags);
1687                         return -EIO;
1688                 }
1689         }
1690         return ret;
1691 }
1692
1693 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1694 {
1695         int ret;
1696         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1697         struct page *hpage = compound_head(page);
1698         LIST_HEAD(pagelist);
1699
1700         /*
1701          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1702          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1703          */
1704         lock_page(hpage);
1705         if (PageHWPoison(hpage)) {
1706                 unlock_page(hpage);
1707                 put_hwpoison_page(hpage);
1708                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1709                 return -EBUSY;
1710         }
1711         unlock_page(hpage);
1712
1713         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1714         /*
1715          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1716          * so need to drop one here.
1717          */
1718         put_hwpoison_page(hpage);
1719         if (!ret) {
1720                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1721                 return -EBUSY;
1722         }
1723
1724         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1725                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1726         if (ret) {
1727                 pr_info("soft offline: %#lx: hugepage migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1728                         pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1729                 if (!list_empty(&pagelist))
1730                         putback_movable_pages(&pagelist);
1731                 if (ret > 0)
1732                         ret = -EIO;
1733         } else {
1734                 /*
1735                  * We set PG_hwpoison only when the migration source hugepage
1736                  * was successfully dissolved, because otherwise hwpoisoned
1737                  * hugepage remains on free hugepage list, then userspace will
1738                  * find it as SIGBUS by allocation failure. That's not expected
1739                  * in soft-offlining.
1740                  */
1741                 ret = dissolve_free_huge_page(page);
1742                 if (!ret) {
1743                         if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1744                                 num_poisoned_pages_inc();
1745                         else
1746                                 ret = -EBUSY;
1747                 }
1748         }
1749         return ret;
1750 }
1751
1752 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1753 {
1754         int ret;
1755         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1756
1757         /*
1758          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1759          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1760          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1761          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1762          */
1763         lock_page(page);
1764         wait_on_page_writeback(page);
1765         if (PageHWPoison(page)) {
1766                 unlock_page(page);
1767                 put_hwpoison_page(page);
1768                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1769                 return -EBUSY;
1770         }
1771         /*
1772          * Try to invalidate first. This should work for
1773          * non dirty unmapped page cache pages.
1774          */
1775         ret = invalidate_inode_page(page);
1776         unlock_page(page);
1777         /*
1778          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1779          * would need to fix isolation locking first.
1780          */
1781         if (ret == 1) {
1782                 put_hwpoison_page(page);
1783                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1784                 SetPageHWPoison(page);
1785                 num_poisoned_pages_inc();
1786                 return 0;
1787         }
1788
1789         /*
1790          * Simple invalidation didn't work.
1791          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1792          * handles a large number of cases for us.
1793          */
1794         if (PageLRU(page))
1795                 ret = isolate_lru_page(page);
1796         else
1797                 ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1798         /*
1799          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1800          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1801          */
1802         put_hwpoison_page(page);
1803         if (!ret) {
1804                 LIST_HEAD(pagelist);
1805                 /*
1806                  * After isolated lru page, the PageLRU will be cleared,
1807                  * so use !__PageMovable instead for LRU page's mapping
1808                  * cannot have PAGE_MAPPING_MOVABLE.
1809                  */
1810                 if (!__PageMovable(page))
1811                         inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1812                                                 page_is_file_cache(page));
1813                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1814                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1815                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1816                 if (ret) {
1817                         if (!list_empty(&pagelist))
1818                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1819
1820                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1821                                 pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1822                         if (ret > 0)
1823                                 ret = -EIO;
1824                 }
1825         } else {
1826                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx (%pGp)\n",
1827                         pfn, ret, page_count(page), page->flags, &page->flags);
1828         }
1829         return ret;
1830 }
1831
1832 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1833 {
1834         int ret;
1835         int mt;
1836         struct page *hpage = compound_head(page);
1837
1838         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1839                 lock_page(page);
1840                 if (!PageAnon(page) || unlikely(split_huge_page(page))) {
1841                         unlock_page(page);
1842                         if (!PageAnon(page))
1843                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1844                         else
1845                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1846                         put_hwpoison_page(page);
1847                         return -EBUSY;
1848                 }
1849                 unlock_page(page);
1850         }
1851
1852         /*
1853          * Setting MIGRATE_ISOLATE here ensures that the page will be linked
1854          * to free list immediately (not via pcplist) when released after
1855          * successful page migration. Otherwise we can't guarantee that the
1856          * page is really free after put_page() returns, so
1857          * set_hwpoison_free_buddy_page() highly likely fails.
1858          */
1859         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1860         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
1861         if (PageHuge(page))
1862                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1863         else
1864                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1865         set_pageblock_migratetype(page, mt);
1866         return ret;
1867 }
1868
1869 static int soft_offline_free_page(struct page *page)
1870 {
1871         int rc = dissolve_free_huge_page(page);
1872
1873         if (!rc) {
1874                 if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1875                         num_poisoned_pages_inc();
1876                 else
1877                         rc = -EBUSY;
1878         }
1879         return rc;
1880 }
1881
1882 /**
1883  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1884  * @page: page to offline
1885  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1886  *
1887  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1888  *
1889  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1890  * without killing anything. This is for the case when
1891  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1892  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1893  * out.
1894  *
1895  * The actual policy on when to do that is maintained by
1896  * user space.
1897  *
1898  * This should never impact any application or cause data loss,
1899  * however it might take some time.
1900  *
1901  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1902  * ``good enough'' for the majority of memory.
1903  */
1904 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1905 {
1906         int ret;
1907         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1908
1909         if (is_zone_device_page(page)) {
1910                 pr_debug_ratelimited("soft_offline: %#lx page is device page\n",
1911                                 pfn);
1912                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1913                         put_page(page);
1914                 return -EIO;
1915         }
1916
1917         if (PageHWPoison(page)) {
1918                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1919                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1920                         put_hwpoison_page(page);
1921                 return -EBUSY;
1922         }
1923
1924         get_online_mems();
1925         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1926         put_online_mems();
1927
1928         if (ret > 0)
1929                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1930         else if (ret == 0)
1931                 ret = soft_offline_free_page(page);
1932
1933         return ret;
1934 }