GNU Linux-libre 5.4.257-gnu1
[releases.git] / mm / memory-failure.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Copyright (C) 2008, 2009 Intel Corporation
4  * Authors: Andi Kleen, Fengguang Wu
5  *
6  * High level machine check handler. Handles pages reported by the
7  * hardware as being corrupted usually due to a multi-bit ECC memory or cache
8  * failure.
9  * 
10  * In addition there is a "soft offline" entry point that allows stop using
11  * not-yet-corrupted-by-suspicious pages without killing anything.
12  *
13  * Handles page cache pages in various states.  The tricky part
14  * here is that we can access any page asynchronously in respect to 
15  * other VM users, because memory failures could happen anytime and 
16  * anywhere. This could violate some of their assumptions. This is why 
17  * this code has to be extremely careful. Generally it tries to use 
18  * normal locking rules, as in get the standard locks, even if that means 
19  * the error handling takes potentially a long time.
20  *
21  * It can be very tempting to add handling for obscure cases here.
22  * In general any code for handling new cases should only be added iff:
23  * - You know how to test it.
24  * - You have a test that can be added to mce-test
25  *   https://git.kernel.org/cgit/utils/cpu/mce/mce-test.git/
26  * - The case actually shows up as a frequent (top 10) page state in
27  *   tools/vm/page-types when running a real workload.
28  * 
29  * There are several operations here with exponential complexity because
30  * of unsuitable VM data structures. For example the operation to map back 
31  * from RMAP chains to processes has to walk the complete process list and 
32  * has non linear complexity with the number. But since memory corruptions
33  * are rare we hope to get away with this. This avoids impacting the core 
34  * VM.
35  */
36 #include <linux/kernel.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/kernel-page-flags.h>
40 #include <linux/sched/signal.h>
41 #include <linux/sched/task.h>
42 #include <linux/ksm.h>
43 #include <linux/rmap.h>
44 #include <linux/export.h>
45 #include <linux/pagemap.h>
46 #include <linux/swap.h>
47 #include <linux/backing-dev.h>
48 #include <linux/migrate.h>
49 #include <linux/suspend.h>
50 #include <linux/slab.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/hugetlb.h>
53 #include <linux/memory_hotplug.h>
54 #include <linux/mm_inline.h>
55 #include <linux/memremap.h>
56 #include <linux/kfifo.h>
57 #include <linux/ratelimit.h>
58 #include <linux/page-isolation.h>
59 #include "internal.h"
60 #include "ras/ras_event.h"
61
62 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
63
64 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
65
66 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
67
68 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
69
70 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
71 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
72 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
73 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
74 u64 hwpoison_filter_flags_value;
75 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
80
81 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
82 {
83         struct address_space *mapping;
84         dev_t dev;
85
86         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
87             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
88                 return 0;
89
90         /*
91          * page_mapping() does not accept slab pages.
92          */
93         if (PageSlab(p))
94                 return -EINVAL;
95
96         mapping = page_mapping(p);
97         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
98                 return -EINVAL;
99
100         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
101         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
102             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
103                 return -EINVAL;
104         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
105             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
106                 return -EINVAL;
107
108         return 0;
109 }
110
111 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
112 {
113         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
114                 return 0;
115
116         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
117                                     hwpoison_filter_flags_value)
118                 return 0;
119         else
120                 return -EINVAL;
121 }
122
123 /*
124  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
125  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
126  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
127  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
128  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
129  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
130  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
131  * a freed page.
132  */
133 #ifdef CONFIG_MEMCG
134 u64 hwpoison_filter_memcg;
135 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
136 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
137 {
138         if (!hwpoison_filter_memcg)
139                 return 0;
140
141         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
142                 return -EINVAL;
143
144         return 0;
145 }
146 #else
147 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
148 #endif
149
150 int hwpoison_filter(struct page *p)
151 {
152         if (!hwpoison_filter_enable)
153                 return 0;
154
155         if (hwpoison_filter_dev(p))
156                 return -EINVAL;
157
158         if (hwpoison_filter_flags(p))
159                 return -EINVAL;
160
161         if (hwpoison_filter_task(p))
162                 return -EINVAL;
163
164         return 0;
165 }
166 #else
167 int hwpoison_filter(struct page *p)
168 {
169         return 0;
170 }
171 #endif
172
173 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
174
175 /*
176  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
177  * the page.
178  *
179  * General strategy:
180  * Find all processes having the page mapped and kill them.
181  * But we keep a page reference around so that the page is not
182  * actually freed yet.
183  * Then stash the page away
184  *
185  * There's no convenient way to get back to mapped processes
186  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
187  * running processes.
188  *
189  * Remember that machine checks are not common (or rather
190  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
191  * be a performance issue.
192  *
193  * Also there are some races possible while we get from the
194  * error detection to actually handle it.
195  */
196
197 struct to_kill {
198         struct list_head nd;
199         struct task_struct *tsk;
200         unsigned long addr;
201         short size_shift;
202 };
203
204 /*
205  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
206  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
207  * ``action required'' if error happened in current execution context
208  */
209 static int kill_proc(struct to_kill *tk, unsigned long pfn, int flags)
210 {
211         struct task_struct *t = tk->tsk;
212         short addr_lsb = tk->size_shift;
213         int ret;
214
215         pr_err("Memory failure: %#lx: Sending SIGBUS to %s:%d due to hardware memory corruption\n",
216                 pfn, t->comm, t->pid);
217
218         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
219                 ret = force_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)tk->addr,
220                                        addr_lsb);
221         } else {
222                 /*
223                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
224                  * can be temporarily blocked.
225                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
226                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
227                  */
228                 ret = send_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AO, (void __user *)tk->addr,
229                                       addr_lsb, t);  /* synchronous? */
230         }
231         if (ret < 0)
232                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
233                         t->comm, t->pid, ret);
234         return ret;
235 }
236
237 /*
238  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
239  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
240  */
241 void shake_page(struct page *p, int access)
242 {
243         if (PageHuge(p))
244                 return;
245
246         if (!PageSlab(p)) {
247                 lru_add_drain_all();
248                 if (PageLRU(p))
249                         return;
250                 drain_all_pages(page_zone(p));
251                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
252                         return;
253         }
254
255         /*
256          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
257          * other caches) if access is not potentially fatal.
258          */
259         if (access)
260                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
261 }
262 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
263
264 static unsigned long dev_pagemap_mapping_shift(struct page *page,
265                 struct vm_area_struct *vma)
266 {
267         unsigned long address = vma_address(page, vma);
268         pgd_t *pgd;
269         p4d_t *p4d;
270         pud_t *pud;
271         pmd_t *pmd;
272         pte_t *pte;
273
274         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, address);
275         if (!pgd_present(*pgd))
276                 return 0;
277         p4d = p4d_offset(pgd, address);
278         if (!p4d_present(*p4d))
279                 return 0;
280         pud = pud_offset(p4d, address);
281         if (!pud_present(*pud))
282                 return 0;
283         if (pud_devmap(*pud))
284                 return PUD_SHIFT;
285         pmd = pmd_offset(pud, address);
286         if (!pmd_present(*pmd))
287                 return 0;
288         if (pmd_devmap(*pmd))
289                 return PMD_SHIFT;
290         pte = pte_offset_map(pmd, address);
291         if (!pte_present(*pte))
292                 return 0;
293         if (pte_devmap(*pte))
294                 return PAGE_SHIFT;
295         return 0;
296 }
297
298 /*
299  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
300  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
301  */
302
303 /*
304  * Schedule a process for later kill.
305  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
306  * TBD would GFP_NOIO be enough?
307  */
308 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
309                        struct vm_area_struct *vma,
310                        struct list_head *to_kill,
311                        struct to_kill **tkc)
312 {
313         struct to_kill *tk;
314
315         if (*tkc) {
316                 tk = *tkc;
317                 *tkc = NULL;
318         } else {
319                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
320                 if (!tk) {
321                         pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
322                         return;
323                 }
324         }
325         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
326         if (is_zone_device_page(p))
327                 tk->size_shift = dev_pagemap_mapping_shift(p, vma);
328         else
329                 tk->size_shift = compound_order(compound_head(p)) + PAGE_SHIFT;
330
331         /*
332          * Send SIGKILL if "tk->addr == -EFAULT". Also, as
333          * "tk->size_shift" is always non-zero for !is_zone_device_page(),
334          * so "tk->size_shift == 0" effectively checks no mapping on
335          * ZONE_DEVICE. Indeed, when a devdax page is mmapped N times
336          * to a process' address space, it's possible not all N VMAs
337          * contain mappings for the page, but at least one VMA does.
338          * Only deliver SIGBUS with payload derived from the VMA that
339          * has a mapping for the page.
340          */
341         if (tk->addr == -EFAULT) {
342                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
343                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
344         } else if (tk->size_shift == 0) {
345                 kfree(tk);
346                 return;
347         }
348         get_task_struct(tsk);
349         tk->tsk = tsk;
350         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
351 }
352
353 /*
354  * Kill the processes that have been collected earlier.
355  *
356  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
357  * (this is used for clean pages which do not need killing)
358  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
359  * wrong earlier.
360  */
361 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, bool fail,
362                 unsigned long pfn, int flags)
363 {
364         struct to_kill *tk, *next;
365
366         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
367                 if (forcekill) {
368                         /*
369                          * In case something went wrong with munmapping
370                          * make sure the process doesn't catch the
371                          * signal and then access the memory. Just kill it.
372                          */
373                         if (fail || tk->addr == -EFAULT) {
374                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
375                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
376                                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV,
377                                                  tk->tsk, PIDTYPE_PID);
378                         }
379
380                         /*
381                          * In theory the process could have mapped
382                          * something else on the address in-between. We could
383                          * check for that, but we need to tell the
384                          * process anyways.
385                          */
386                         else if (kill_proc(tk, pfn, flags) < 0)
387                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
388                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
389                 }
390                 put_task_struct(tk->tsk);
391                 kfree(tk);
392         }
393 }
394
395 /*
396  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
397  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
398  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
399  *
400  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
401  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
402  */
403 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
404 {
405         struct task_struct *t;
406
407         for_each_thread(tsk, t)
408                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
409                         return t;
410         return NULL;
411 }
412
413 /*
414  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
415  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
416  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
417  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
418  */
419 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
420                                            int force_early)
421 {
422         struct task_struct *t;
423         if (!tsk->mm)
424                 return NULL;
425         if (force_early)
426                 return tsk;
427         t = find_early_kill_thread(tsk);
428         if (t)
429                 return t;
430         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
431                 return tsk;
432         return NULL;
433 }
434
435 /*
436  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
437  */
438 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
439                               struct to_kill **tkc, int force_early)
440 {
441         struct vm_area_struct *vma;
442         struct task_struct *tsk;
443         struct anon_vma *av;
444         pgoff_t pgoff;
445
446         av = page_lock_anon_vma_read(page);
447         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
448                 return;
449
450         pgoff = page_to_pgoff(page);
451         read_lock(&tasklist_lock);
452         for_each_process (tsk) {
453                 struct anon_vma_chain *vmac;
454                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
455
456                 if (!t)
457                         continue;
458                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
459                                                pgoff, pgoff) {
460                         vma = vmac->vma;
461                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
462                                 continue;
463                         if (vma->vm_mm == t->mm)
464                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
465                 }
466         }
467         read_unlock(&tasklist_lock);
468         page_unlock_anon_vma_read(av);
469 }
470
471 /*
472  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
473  */
474 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
475                               struct to_kill **tkc, int force_early)
476 {
477         struct vm_area_struct *vma;
478         struct task_struct *tsk;
479         struct address_space *mapping = page->mapping;
480
481         i_mmap_lock_read(mapping);
482         read_lock(&tasklist_lock);
483         for_each_process(tsk) {
484                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
485                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
486
487                 if (!t)
488                         continue;
489                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
490                                       pgoff) {
491                         /*
492                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
493                          * the page but the corrupted page is not necessarily
494                          * mapped it in its pte.
495                          * Assume applications who requested early kill want
496                          * to be informed of all such data corruptions.
497                          */
498                         if (vma->vm_mm == t->mm)
499                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
500                 }
501         }
502         read_unlock(&tasklist_lock);
503         i_mmap_unlock_read(mapping);
504 }
505
506 /*
507  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
508  * This is done in two steps for locking reasons.
509  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
510  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
511  */
512 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
513                                 int force_early)
514 {
515         struct to_kill *tk;
516
517         if (!page->mapping)
518                 return;
519
520         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
521         if (!tk)
522                 return;
523         if (PageAnon(page))
524                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
525         else
526                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
527         kfree(tk);
528 }
529
530 static const char *action_name[] = {
531         [MF_IGNORED] = "Ignored",
532         [MF_FAILED] = "Failed",
533         [MF_DELAYED] = "Delayed",
534         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
535 };
536
537 static const char * const action_page_types[] = {
538         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
539         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
540         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
541         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
542         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
543         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
544         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
545         [MF_MSG_NON_PMD_HUGE]           = "non-pmd-sized huge page",
546         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
547         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
548         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
549         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
550         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
551         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
552         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
553         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
554         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
555         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
556         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
557         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
558         [MF_MSG_DAX]                    = "dax page",
559         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
560 };
561
562 /*
563  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
564  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
565  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
566  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
567  */
568 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
569 {
570         if (!isolate_lru_page(p)) {
571                 /*
572                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
573                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
574                  */
575                 ClearPageActive(p);
576                 ClearPageUnevictable(p);
577
578                 /*
579                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
580                  * to uncharge it manually from its memcg.
581                  */
582                 mem_cgroup_uncharge(p);
583
584                 /*
585                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
586                  */
587                 put_page(p);
588                 return 0;
589         }
590         return -EIO;
591 }
592
593 static int truncate_error_page(struct page *p, unsigned long pfn,
594                                 struct address_space *mapping)
595 {
596         int ret = MF_FAILED;
597
598         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
599                 int err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
600
601                 if (err != 0) {
602                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
603                                 pfn, err);
604                 } else if (page_has_private(p) &&
605                            !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
606                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
607                                 pfn);
608                 } else {
609                         ret = MF_RECOVERED;
610                 }
611         } else {
612                 /*
613                  * If the file system doesn't support it just invalidate
614                  * This fails on dirty or anything with private pages
615                  */
616                 if (invalidate_inode_page(p))
617                         ret = MF_RECOVERED;
618                 else
619                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
620                                 pfn);
621         }
622
623         return ret;
624 }
625
626 /*
627  * Error hit kernel page.
628  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
629  * could be more sophisticated.
630  */
631 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
632 {
633         return MF_IGNORED;
634 }
635
636 /*
637  * Page in unknown state. Do nothing.
638  */
639 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
640 {
641         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
642         return MF_FAILED;
643 }
644
645 /*
646  * Clean (or cleaned) page cache page.
647  */
648 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
649 {
650         struct address_space *mapping;
651
652         delete_from_lru_cache(p);
653
654         /*
655          * For anonymous pages we're done the only reference left
656          * should be the one m_f() holds.
657          */
658         if (PageAnon(p))
659                 return MF_RECOVERED;
660
661         /*
662          * Now truncate the page in the page cache. This is really
663          * more like a "temporary hole punch"
664          * Don't do this for block devices when someone else
665          * has a reference, because it could be file system metadata
666          * and that's not safe to truncate.
667          */
668         mapping = page_mapping(p);
669         if (!mapping) {
670                 /*
671                  * Page has been teared down in the meanwhile
672                  */
673                 return MF_FAILED;
674         }
675
676         /*
677          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
678          *
679          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
680          */
681         return truncate_error_page(p, pfn, mapping);
682 }
683
684 /*
685  * Dirty pagecache page
686  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
687  * propagated.
688  */
689 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
690 {
691         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
692
693         SetPageError(p);
694         /* TBD: print more information about the file. */
695         if (mapping) {
696                 /*
697                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
698                  * who check the mapping.
699                  * This way the application knows that something went
700                  * wrong with its dirty file data.
701                  *
702                  * There's one open issue:
703                  *
704                  * The EIO will be only reported on the next IO
705                  * operation and then cleared through the IO map.
706                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
707                  * first through the AS_EIO flag in the address space
708                  * and then through the PageError flag in the page.
709                  * Since we drop pages on memory failure handling the
710                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
711                  *
712                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
713                  * the first operation that returns an error, while
714                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
715                  * when the page is reread or dropped.  If an
716                  * application assumes it will always get error on
717                  * fsync, but does other operations on the fd before
718                  * and the page is dropped between then the error
719                  * will not be properly reported.
720                  *
721                  * This can already happen even without hwpoisoned
722                  * pages: first on metadata IO errors (which only
723                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
724                  * at the wrong time.
725                  *
726                  * So right now we assume that the application DTRT on
727                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
728                  * of the kernel.
729                  */
730                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
731         }
732
733         return me_pagecache_clean(p, pfn);
734 }
735
736 /*
737  * Clean and dirty swap cache.
738  *
739  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
740  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
741  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
742  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
743  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
744  * and then
745  *      - clear dirty bit to prevent IO
746  *      - remove from LRU
747  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
748  *        a later page fault, we know the application is accessing
749  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
750  *        interception code in do_swap_page to catch it).
751  *
752  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
753  * bring in the known good data from disk.
754  */
755 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
756 {
757         ClearPageDirty(p);
758         /* Trigger EIO in shmem: */
759         ClearPageUptodate(p);
760
761         if (!delete_from_lru_cache(p))
762                 return MF_DELAYED;
763         else
764                 return MF_FAILED;
765 }
766
767 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
768 {
769         delete_from_swap_cache(p);
770
771         if (!delete_from_lru_cache(p))
772                 return MF_RECOVERED;
773         else
774                 return MF_FAILED;
775 }
776
777 /*
778  * Huge pages. Needs work.
779  * Issues:
780  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
781  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
782  */
783 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
784 {
785         int res = 0;
786         struct page *hpage = compound_head(p);
787         struct address_space *mapping;
788
789         if (!PageHuge(hpage))
790                 return MF_DELAYED;
791
792         mapping = page_mapping(hpage);
793         if (mapping) {
794                 res = truncate_error_page(hpage, pfn, mapping);
795         } else {
796                 unlock_page(hpage);
797                 /*
798                  * migration entry prevents later access on error anonymous
799                  * hugepage, so we can free and dissolve it into buddy to
800                  * save healthy subpages.
801                  */
802                 if (PageAnon(hpage))
803                         put_page(hpage);
804                 dissolve_free_huge_page(p);
805                 res = MF_RECOVERED;
806                 lock_page(hpage);
807         }
808
809         return res;
810 }
811
812 /*
813  * Various page states we can handle.
814  *
815  * A page state is defined by its current page->flags bits.
816  * The table matches them in order and calls the right handler.
817  *
818  * This is quite tricky because we can access page at any time
819  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
820  *
821  * This is not complete. More states could be added.
822  * For any missing state don't attempt recovery.
823  */
824
825 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
826 #define sc              ((1UL << PG_swapcache) | (1UL << PG_swapbacked))
827 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
828 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
829 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
830 #define lru             (1UL << PG_lru)
831 #define head            (1UL << PG_head)
832 #define slab            (1UL << PG_slab)
833 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
834
835 static struct page_state {
836         unsigned long mask;
837         unsigned long res;
838         enum mf_action_page_type type;
839         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
840 } error_states[] = {
841         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
842         /*
843          * free pages are specially detected outside this table:
844          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
845          */
846
847         /*
848          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
849          * currently unused objects without touching them. But just
850          * treat it as standard kernel for now.
851          */
852         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
853
854         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
855
856         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
857         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
858
859         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
860         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
861
862         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
863         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
864
865         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
866         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
867
868         /*
869          * Catchall entry: must be at end.
870          */
871         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
872 };
873
874 #undef dirty
875 #undef sc
876 #undef unevict
877 #undef mlock
878 #undef writeback
879 #undef lru
880 #undef head
881 #undef slab
882 #undef reserved
883
884 /*
885  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
886  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
887  */
888 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
889                           enum mf_result result)
890 {
891         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
892
893         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
894                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
895 }
896
897 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
898                         unsigned long pfn)
899 {
900         int result;
901         int count;
902
903         result = ps->action(p, pfn);
904
905         count = page_count(p) - 1;
906         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
907                 count--;
908         if (count > 0) {
909                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
910                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
911                 result = MF_FAILED;
912         }
913         action_result(pfn, ps->type, result);
914
915         /* Could do more checks here if page looks ok */
916         /*
917          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
918          */
919
920         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
921 }
922
923 /**
924  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
925  * @page:       raw error page (hit by memory error)
926  *
927  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
928  * non-zero value.)
929  */
930 int get_hwpoison_page(struct page *page)
931 {
932         struct page *head = compound_head(page);
933
934         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
935                 /*
936                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
937                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
938                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
939                  * tries to touch the "partially handled" page.
940                  */
941                 if (!PageAnon(head)) {
942                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
943                                 page_to_pfn(page));
944                         return 0;
945                 }
946         }
947
948         if (get_page_unless_zero(head)) {
949                 if (head == compound_head(page))
950                         return 1;
951
952                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
953                         page_to_pfn(page));
954                 put_page(head);
955         }
956
957         return 0;
958 }
959 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
960
961 /*
962  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
963  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
964  */
965 static bool hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
966                                   int flags, struct page **hpagep)
967 {
968         enum ttu_flags ttu = TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
969         struct address_space *mapping;
970         LIST_HEAD(tokill);
971         bool unmap_success;
972         int kill = 1, forcekill;
973         struct page *hpage = *hpagep;
974         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
975
976         /*
977          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
978          * other types of pages.
979          */
980         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
981                 return true;
982         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
983                 return true;
984
985         /*
986          * This check implies we don't kill processes if their pages
987          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
988          */
989         if (!page_mapped(hpage))
990                 return true;
991
992         if (PageKsm(p)) {
993                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
994                 return false;
995         }
996
997         if (PageSwapCache(p)) {
998                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
999                         pfn);
1000                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1001         }
1002
1003         /*
1004          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
1005          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
1006          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
1007          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
1008          */
1009         mapping = page_mapping(hpage);
1010         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
1011             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
1012                 if (page_mkclean(hpage)) {
1013                         SetPageDirty(hpage);
1014                 } else {
1015                         kill = 0;
1016                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1017                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
1018                                 pfn);
1019                 }
1020         }
1021
1022         /*
1023          * First collect all the processes that have the page
1024          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1025          * because ttu takes the rmap data structures down.
1026          *
1027          * Error handling: We ignore errors here because
1028          * there's nothing that can be done.
1029          */
1030         if (kill)
1031                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1032
1033         unmap_success = try_to_unmap(hpage, ttu);
1034         if (!unmap_success)
1035                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1036                        pfn, page_mapcount(hpage));
1037
1038         /*
1039          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
1040          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
1041          */
1042         if (mlocked)
1043                 shake_page(hpage, 0);
1044
1045         /*
1046          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1047          * struct page and all unmaps done we can decide if
1048          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1049          * was dirty or the process is not restartable,
1050          * otherwise the tokill list is merely
1051          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1052          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1053          * any accesses to the poisoned memory.
1054          */
1055         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1056         kill_procs(&tokill, forcekill, !unmap_success, pfn, flags);
1057
1058         return unmap_success;
1059 }
1060
1061 static int identify_page_state(unsigned long pfn, struct page *p,
1062                                 unsigned long page_flags)
1063 {
1064         struct page_state *ps;
1065
1066         /*
1067          * The first check uses the current page flags which may not have any
1068          * relevant information. The second check with the saved page flags is
1069          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1070          */
1071         for (ps = error_states;; ps++)
1072                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1073                         break;
1074
1075         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1076
1077         if (!ps->mask)
1078                 for (ps = error_states;; ps++)
1079                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1080                                 break;
1081         return page_action(ps, p, pfn);
1082 }
1083
1084 static int memory_failure_hugetlb(unsigned long pfn, int flags)
1085 {
1086         struct page *p = pfn_to_page(pfn);
1087         struct page *head = compound_head(p);
1088         int res;
1089         unsigned long page_flags;
1090
1091         if (TestSetPageHWPoison(head)) {
1092                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1093                        pfn);
1094                 return 0;
1095         }
1096
1097         num_poisoned_pages_inc();
1098
1099         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1100                 /*
1101                  * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1102                  */
1103                 lock_page(head);
1104                 if (PageHWPoison(head)) {
1105                         if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1106                             || (p != head && TestSetPageHWPoison(head))) {
1107                                 num_poisoned_pages_dec();
1108                                 unlock_page(head);
1109                                 return 0;
1110                         }
1111                 }
1112                 unlock_page(head);
1113                 dissolve_free_huge_page(p);
1114                 action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE, MF_DELAYED);
1115                 return 0;
1116         }
1117
1118         lock_page(head);
1119         page_flags = head->flags;
1120
1121         if (!PageHWPoison(head)) {
1122                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1123                 num_poisoned_pages_dec();
1124                 unlock_page(head);
1125                 put_hwpoison_page(head);
1126                 return 0;
1127         }
1128
1129         /*
1130          * TODO: hwpoison for pud-sized hugetlb doesn't work right now, so
1131          * simply disable it. In order to make it work properly, we need
1132          * make sure that:
1133          *  - conversion of a pud that maps an error hugetlb into hwpoison
1134          *    entry properly works, and
1135          *  - other mm code walking over page table is aware of pud-aligned
1136          *    hwpoison entries.
1137          */
1138         if (huge_page_size(page_hstate(head)) > PMD_SIZE) {
1139                 action_result(pfn, MF_MSG_NON_PMD_HUGE, MF_IGNORED);
1140                 res = -EBUSY;
1141                 goto out;
1142         }
1143
1144         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &head)) {
1145                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1146                 res = -EBUSY;
1147                 goto out;
1148         }
1149
1150         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1151 out:
1152         unlock_page(head);
1153         return res;
1154 }
1155
1156 static int memory_failure_dev_pagemap(unsigned long pfn, int flags,
1157                 struct dev_pagemap *pgmap)
1158 {
1159         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1160         const bool unmap_success = true;
1161         unsigned long size = 0;
1162         struct to_kill *tk;
1163         LIST_HEAD(tokill);
1164         int rc = -EBUSY;
1165         loff_t start;
1166         dax_entry_t cookie;
1167
1168         /*
1169          * Prevent the inode from being freed while we are interrogating
1170          * the address_space, typically this would be handled by
1171          * lock_page(), but dax pages do not use the page lock. This
1172          * also prevents changes to the mapping of this pfn until
1173          * poison signaling is complete.
1174          */
1175         cookie = dax_lock_page(page);
1176         if (!cookie)
1177                 goto out;
1178
1179         if (hwpoison_filter(page)) {
1180                 rc = 0;
1181                 goto unlock;
1182         }
1183
1184         if (pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE) {
1185                 /*
1186                  * TODO: Handle HMM pages which may need coordination
1187                  * with device-side memory.
1188                  */
1189                 goto unlock;
1190         }
1191
1192         /*
1193          * Use this flag as an indication that the dax page has been
1194          * remapped UC to prevent speculative consumption of poison.
1195          */
1196         SetPageHWPoison(page);
1197
1198         /*
1199          * Unlike System-RAM there is no possibility to swap in a
1200          * different physical page at a given virtual address, so all
1201          * userspace consumption of ZONE_DEVICE memory necessitates
1202          * SIGBUS (i.e. MF_MUST_KILL)
1203          */
1204         flags |= MF_ACTION_REQUIRED | MF_MUST_KILL;
1205         collect_procs(page, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1206
1207         list_for_each_entry(tk, &tokill, nd)
1208                 if (tk->size_shift)
1209                         size = max(size, 1UL << tk->size_shift);
1210         if (size) {
1211                 /*
1212                  * Unmap the largest mapping to avoid breaking up
1213                  * device-dax mappings which are constant size. The
1214                  * actual size of the mapping being torn down is
1215                  * communicated in siginfo, see kill_proc()
1216                  */
1217                 start = (page->index << PAGE_SHIFT) & ~(size - 1);
1218                 unmap_mapping_range(page->mapping, start, size, 0);
1219         }
1220         kill_procs(&tokill, flags & MF_MUST_KILL, !unmap_success, pfn, flags);
1221         rc = 0;
1222 unlock:
1223         dax_unlock_page(page, cookie);
1224 out:
1225         /* drop pgmap ref acquired in caller */
1226         put_dev_pagemap(pgmap);
1227         action_result(pfn, MF_MSG_DAX, rc ? MF_FAILED : MF_RECOVERED);
1228         return rc;
1229 }
1230
1231 /**
1232  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1233  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1234  * @flags: fine tune action taken
1235  *
1236  * This function is called by the low level machine check code
1237  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1238  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1239  * dropping pages, killing processes etc.
1240  *
1241  * The function is primarily of use for corruptions that
1242  * happen outside the current execution context (e.g. when
1243  * detected by a background scrubber)
1244  *
1245  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1246  * enabled and no spinlocks hold.
1247  */
1248 int memory_failure(unsigned long pfn, int flags)
1249 {
1250         struct page *p;
1251         struct page *hpage;
1252         struct page *orig_head;
1253         struct dev_pagemap *pgmap;
1254         int res;
1255         unsigned long page_flags;
1256
1257         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1258                 panic("Memory failure on page %lx", pfn);
1259
1260         p = pfn_to_online_page(pfn);
1261         if (!p) {
1262                 if (pfn_valid(pfn)) {
1263                         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
1264                         if (pgmap)
1265                                 return memory_failure_dev_pagemap(pfn, flags,
1266                                                                   pgmap);
1267                 }
1268                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1269                         pfn);
1270                 return -ENXIO;
1271         }
1272
1273         if (PageHuge(p))
1274                 return memory_failure_hugetlb(pfn, flags);
1275         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1276                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1277                         pfn);
1278                 return 0;
1279         }
1280
1281         orig_head = hpage = compound_head(p);
1282         num_poisoned_pages_inc();
1283
1284         /*
1285          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1286          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1287          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1288          * 2) it's part of a non-compound high order page.
1289          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1290          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1291          *    used and will be freed some time later.
1292          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1293          * that may make page_ref_freeze()/page_ref_unfreeze() mismatch.
1294          */
1295         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1296                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1297                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1298                         return 0;
1299                 } else {
1300                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1301                         return -EBUSY;
1302                 }
1303         }
1304
1305         if (PageTransHuge(hpage)) {
1306                 lock_page(p);
1307                 if (!PageAnon(p) || unlikely(split_huge_page(p))) {
1308                         unlock_page(p);
1309                         if (!PageAnon(p))
1310                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1311                                         pfn);
1312                         else
1313                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1314                                         pfn);
1315                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1316                                 num_poisoned_pages_dec();
1317                         put_hwpoison_page(p);
1318                         return -EBUSY;
1319                 }
1320                 unlock_page(p);
1321                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1322                 hpage = compound_head(p);
1323         }
1324
1325         /*
1326          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1327          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1328          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1329          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1330          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1331          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1332          */
1333         shake_page(p, 0);
1334         /* shake_page could have turned it free. */
1335         if (!PageLRU(p) && is_free_buddy_page(p)) {
1336                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1337                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1338                 else
1339                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND, MF_DELAYED);
1340                 return 0;
1341         }
1342
1343         lock_page(p);
1344
1345         /*
1346          * The page could have changed compound pages during the locking.
1347          * If this happens just bail out.
1348          */
1349         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1350                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1351                 res = -EBUSY;
1352                 goto out;
1353         }
1354
1355         /*
1356          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1357          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1358          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1359          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1360          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1361          */
1362         if (PageHuge(p))
1363                 page_flags = hpage->flags;
1364         else
1365                 page_flags = p->flags;
1366
1367         /*
1368          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1369          */
1370         if (!PageHWPoison(p)) {
1371                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1372                 num_poisoned_pages_dec();
1373                 unlock_page(p);
1374                 put_hwpoison_page(p);
1375                 return 0;
1376         }
1377         if (hwpoison_filter(p)) {
1378                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1379                         num_poisoned_pages_dec();
1380                 unlock_page(p);
1381                 put_hwpoison_page(p);
1382                 return 0;
1383         }
1384
1385         /*
1386          * __munlock_pagevec may clear a writeback page's LRU flag without
1387          * page_lock. We need wait writeback completion for this page or it
1388          * may trigger vfs BUG while evict inode.
1389          */
1390         if (!PageTransTail(p) && !PageLRU(p) && !PageWriteback(p))
1391                 goto identify_page_state;
1392
1393         /*
1394          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1395          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1396          */
1397         wait_on_page_writeback(p);
1398
1399         /*
1400          * Now take care of user space mappings.
1401          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1402          *
1403          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1404          * page after thp split.
1405          */
1406         if (!hwpoison_user_mappings(p, pfn, flags, &hpage)) {
1407                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1408                 res = -EBUSY;
1409                 goto out;
1410         }
1411
1412         /*
1413          * Torn down by someone else?
1414          */
1415         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1416                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1417                 res = -EBUSY;
1418                 goto out;
1419         }
1420
1421 identify_page_state:
1422         res = identify_page_state(pfn, p, page_flags);
1423 out:
1424         unlock_page(p);
1425         return res;
1426 }
1427 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1428
1429 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1430 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1431
1432 struct memory_failure_entry {
1433         unsigned long pfn;
1434         int flags;
1435 };
1436
1437 struct memory_failure_cpu {
1438         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1439                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1440         spinlock_t lock;
1441         struct work_struct work;
1442 };
1443
1444 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1445
1446 /**
1447  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1448  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1449  * @flags: Flags for memory failure handling
1450  *
1451  * This function is called by the low level hardware error handler
1452  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1453  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1454  * processes etc.
1455  *
1456  * The function is primarily of use for corruptions that
1457  * happen outside the current execution context (e.g. when
1458  * detected by a background scrubber)
1459  *
1460  * Can run in IRQ context.
1461  */
1462 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int flags)
1463 {
1464         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1465         unsigned long proc_flags;
1466         struct memory_failure_entry entry = {
1467                 .pfn =          pfn,
1468                 .flags =        flags,
1469         };
1470
1471         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1472         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1473         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1474                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1475         else
1476                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1477                        pfn);
1478         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1479         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1480 }
1481 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1482
1483 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1484 {
1485         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1486         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1487         unsigned long proc_flags;
1488         int gotten;
1489
1490         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1491         for (;;) {
1492                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1493                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1494                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1495                 if (!gotten)
1496                         break;
1497                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1498                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1499                 else
1500                         memory_failure(entry.pfn, entry.flags);
1501         }
1502 }
1503
1504 static int __init memory_failure_init(void)
1505 {
1506         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1507         int cpu;
1508
1509         for_each_possible_cpu(cpu) {
1510                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1511                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1512                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1513                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1514         }
1515
1516         return 0;
1517 }
1518 core_initcall(memory_failure_init);
1519
1520 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1521 ({                                                      \
1522         if (__ratelimit(rs))                            \
1523                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1524 })
1525
1526 /**
1527  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1528  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1529  *
1530  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1531  * memory_failure() earlier.
1532  *
1533  * This is only done on the software-level, so it only works
1534  * for linux injected failures, not real hardware failures
1535  *
1536  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1537  */
1538 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1539 {
1540         struct page *page;
1541         struct page *p;
1542         int freeit = 0;
1543         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1544                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1545
1546         if (!pfn_valid(pfn))
1547                 return -ENXIO;
1548
1549         p = pfn_to_page(pfn);
1550         page = compound_head(p);
1551
1552         if (!PageHWPoison(p)) {
1553                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1554                                  pfn, &unpoison_rs);
1555                 return 0;
1556         }
1557
1558         if (page_count(page) > 1) {
1559                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1560                                  pfn, &unpoison_rs);
1561                 return 0;
1562         }
1563
1564         if (page_mapped(page)) {
1565                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1566                                  pfn, &unpoison_rs);
1567                 return 0;
1568         }
1569
1570         if (page_mapping(page)) {
1571                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1572                                  pfn, &unpoison_rs);
1573                 return 0;
1574         }
1575
1576         /*
1577          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1578          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1579          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1580          */
1581         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1582                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1583                                  pfn, &unpoison_rs);
1584                 return 0;
1585         }
1586
1587         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1588                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1589                         num_poisoned_pages_dec();
1590                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1591                                  pfn, &unpoison_rs);
1592                 return 0;
1593         }
1594
1595         lock_page(page);
1596         /*
1597          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1598          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1599          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1600          * the free buddy page pool.
1601          */
1602         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1603                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1604                                  pfn, &unpoison_rs);
1605                 num_poisoned_pages_dec();
1606                 freeit = 1;
1607         }
1608         unlock_page(page);
1609
1610         put_hwpoison_page(page);
1611         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1612                 put_hwpoison_page(page);
1613
1614         return 0;
1615 }
1616 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1617
1618 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private)
1619 {
1620         int nid = page_to_nid(p);
1621
1622         return new_page_nodemask(p, nid, &node_states[N_MEMORY]);
1623 }
1624
1625 /*
1626  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1627  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1628  * that is not free, and 1 for any other page type.
1629  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1630  */
1631 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1632 {
1633         int ret;
1634
1635         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1636                 return 1;
1637
1638         /*
1639          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1640          * from free hugepage list.
1641          */
1642         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1643                 if (PageHuge(p)) {
1644                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1645                         ret = 0;
1646                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1647                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1648                         ret = 0;
1649                 } else {
1650                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1651                                 __func__, pfn, p->flags);
1652                         ret = -EIO;
1653                 }
1654         } else {
1655                 /* Not a free page */
1656                 ret = 1;
1657         }
1658         return ret;
1659 }
1660
1661 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1662 {
1663         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1664
1665         if (ret == 1 && !PageHuge(page) &&
1666             !PageLRU(page) && !__PageMovable(page)) {
1667                 /*
1668                  * Try to free it.
1669                  */
1670                 put_hwpoison_page(page);
1671                 shake_page(page, 1);
1672
1673                 /*
1674                  * Did it turn free?
1675                  */
1676                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1677                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1678                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1679                         put_hwpoison_page(page);
1680                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx (%pGp)\n",
1681                                 pfn, page->flags, &page->flags);
1682                         return -EIO;
1683                 }
1684         }
1685         return ret;
1686 }
1687
1688 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1689 {
1690         int ret;
1691         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1692         struct page *hpage = compound_head(page);
1693         LIST_HEAD(pagelist);
1694
1695         /*
1696          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1697          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1698          */
1699         lock_page(hpage);
1700         if (PageHWPoison(hpage)) {
1701                 unlock_page(hpage);
1702                 put_hwpoison_page(hpage);
1703                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1704                 return -EBUSY;
1705         }
1706         unlock_page(hpage);
1707
1708         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1709         /*
1710          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1711          * so need to drop one here.
1712          */
1713         put_hwpoison_page(hpage);
1714         if (!ret) {
1715                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1716                 return -EBUSY;
1717         }
1718
1719         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1720                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1721         if (ret) {
1722                 pr_info("soft offline: %#lx: hugepage migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1723                         pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1724                 if (!list_empty(&pagelist))
1725                         putback_movable_pages(&pagelist);
1726                 if (ret > 0)
1727                         ret = -EIO;
1728         } else {
1729                 /*
1730                  * We set PG_hwpoison only when the migration source hugepage
1731                  * was successfully dissolved, because otherwise hwpoisoned
1732                  * hugepage remains on free hugepage list, then userspace will
1733                  * find it as SIGBUS by allocation failure. That's not expected
1734                  * in soft-offlining.
1735                  */
1736                 ret = dissolve_free_huge_page(page);
1737                 if (!ret) {
1738                         if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1739                                 num_poisoned_pages_inc();
1740                         else
1741                                 ret = -EBUSY;
1742                 }
1743         }
1744         return ret;
1745 }
1746
1747 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1748 {
1749         int ret;
1750         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1751
1752         /*
1753          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1754          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1755          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1756          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1757          */
1758         lock_page(page);
1759         wait_on_page_writeback(page);
1760         if (PageHWPoison(page)) {
1761                 unlock_page(page);
1762                 put_hwpoison_page(page);
1763                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1764                 return -EBUSY;
1765         }
1766         /*
1767          * Try to invalidate first. This should work for
1768          * non dirty unmapped page cache pages.
1769          */
1770         ret = invalidate_inode_page(page);
1771         unlock_page(page);
1772         /*
1773          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1774          * would need to fix isolation locking first.
1775          */
1776         if (ret == 1) {
1777                 put_hwpoison_page(page);
1778                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1779                 SetPageHWPoison(page);
1780                 num_poisoned_pages_inc();
1781                 return 0;
1782         }
1783
1784         /*
1785          * Simple invalidation didn't work.
1786          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1787          * handles a large number of cases for us.
1788          */
1789         if (PageLRU(page))
1790                 ret = isolate_lru_page(page);
1791         else
1792                 ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1793         /*
1794          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1795          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1796          */
1797         put_hwpoison_page(page);
1798         if (!ret) {
1799                 LIST_HEAD(pagelist);
1800                 /*
1801                  * After isolated lru page, the PageLRU will be cleared,
1802                  * so use !__PageMovable instead for LRU page's mapping
1803                  * cannot have PAGE_MAPPING_MOVABLE.
1804                  */
1805                 if (!__PageMovable(page))
1806                         inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1807                                                 page_is_file_cache(page));
1808                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1809                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1810                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1811                 if (ret) {
1812                         if (!list_empty(&pagelist))
1813                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1814
1815                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx (%pGp)\n",
1816                                 pfn, ret, page->flags, &page->flags);
1817                         if (ret > 0)
1818                                 ret = -EIO;
1819                 }
1820         } else {
1821                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx (%pGp)\n",
1822                         pfn, ret, page_count(page), page->flags, &page->flags);
1823         }
1824         return ret;
1825 }
1826
1827 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1828 {
1829         int ret;
1830         int mt;
1831         struct page *hpage = compound_head(page);
1832
1833         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1834                 lock_page(page);
1835                 if (!PageAnon(page) || unlikely(split_huge_page(page))) {
1836                         unlock_page(page);
1837                         if (!PageAnon(page))
1838                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1839                         else
1840                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1841                         put_hwpoison_page(page);
1842                         return -EBUSY;
1843                 }
1844                 unlock_page(page);
1845         }
1846
1847         /*
1848          * Setting MIGRATE_ISOLATE here ensures that the page will be linked
1849          * to free list immediately (not via pcplist) when released after
1850          * successful page migration. Otherwise we can't guarantee that the
1851          * page is really free after put_page() returns, so
1852          * set_hwpoison_free_buddy_page() highly likely fails.
1853          */
1854         mt = get_pageblock_migratetype(page);
1855         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_ISOLATE);
1856         if (PageHuge(page))
1857                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1858         else
1859                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1860         set_pageblock_migratetype(page, mt);
1861         return ret;
1862 }
1863
1864 static int soft_offline_free_page(struct page *page)
1865 {
1866         int rc = dissolve_free_huge_page(page);
1867
1868         if (!rc) {
1869                 if (set_hwpoison_free_buddy_page(page))
1870                         num_poisoned_pages_inc();
1871                 else
1872                         rc = -EBUSY;
1873         }
1874         return rc;
1875 }
1876
1877 /**
1878  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1879  * @page: page to offline
1880  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1881  *
1882  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1883  *
1884  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1885  * without killing anything. This is for the case when
1886  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1887  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1888  * out.
1889  *
1890  * The actual policy on when to do that is maintained by
1891  * user space.
1892  *
1893  * This should never impact any application or cause data loss,
1894  * however it might take some time.
1895  *
1896  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1897  * ``good enough'' for the majority of memory.
1898  */
1899 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1900 {
1901         int ret;
1902         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1903
1904         if (is_zone_device_page(page)) {
1905                 pr_debug_ratelimited("soft_offline: %#lx page is device page\n",
1906                                 pfn);
1907                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1908                         put_page(page);
1909                 return -EIO;
1910         }
1911
1912         if (PageHWPoison(page)) {
1913                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1914                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1915                         put_hwpoison_page(page);
1916                 return -EBUSY;
1917         }
1918
1919         get_online_mems();
1920         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1921         put_online_mems();
1922
1923         if (ret > 0)
1924                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1925         else if (ret == 0)
1926                 ret = soft_offline_free_page(page);
1927
1928         return ret;
1929 }