GNU Linux-libre 4.9.294-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.h>
44 #include <linux/ksm.h>
45 #include <linux/rmap.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/pagemap.h>
48 #include <linux/swap.h>
49 #include <linux/backing-dev.h>
50 #include <linux/migrate.h>
51 #include <linux/page-isolation.h>
52 #include <linux/suspend.h>
53 #include <linux/slab.h>
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/hugetlb.h>
56 #include <linux/memory_hotplug.h>
57 #include <linux/mm_inline.h>
58 #include <linux/kfifo.h>
59 #include <linux/ratelimit.h>
60 #include "internal.h"
61 #include "ras/ras_event.h"
62
63 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
64
65 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
66
67 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
68
69 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
70
71 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
72 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
73 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
74 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
75 u64 hwpoison_filter_flags_value;
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
78 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
79 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
80 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
81
82 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
83 {
84         struct address_space *mapping;
85         dev_t dev;
86
87         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
88             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
89                 return 0;
90
91         /*
92          * page_mapping() does not accept slab pages.
93          */
94         if (PageSlab(p))
95                 return -EINVAL;
96
97         mapping = page_mapping(p);
98         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
99                 return -EINVAL;
100
101         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
102         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
103             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
104                 return -EINVAL;
105         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
106             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
107                 return -EINVAL;
108
109         return 0;
110 }
111
112 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
113 {
114         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
115                 return 0;
116
117         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
118                                     hwpoison_filter_flags_value)
119                 return 0;
120         else
121                 return -EINVAL;
122 }
123
124 /*
125  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
126  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
127  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
128  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
129  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
130  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
131  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
132  * a freed page.
133  */
134 #ifdef CONFIG_MEMCG
135 u64 hwpoison_filter_memcg;
136 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
137 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
138 {
139         if (!hwpoison_filter_memcg)
140                 return 0;
141
142         if (page_cgroup_ino(p) != hwpoison_filter_memcg)
143                 return -EINVAL;
144
145         return 0;
146 }
147 #else
148 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
149 #endif
150
151 int hwpoison_filter(struct page *p)
152 {
153         if (!hwpoison_filter_enable)
154                 return 0;
155
156         if (hwpoison_filter_dev(p))
157                 return -EINVAL;
158
159         if (hwpoison_filter_flags(p))
160                 return -EINVAL;
161
162         if (hwpoison_filter_task(p))
163                 return -EINVAL;
164
165         return 0;
166 }
167 #else
168 int hwpoison_filter(struct page *p)
169 {
170         return 0;
171 }
172 #endif
173
174 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
175
176 /*
177  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
178  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
179  * ``action required'' if error happened in current execution context
180  */
181 static int kill_proc(struct task_struct *t, unsigned long addr, int trapno,
182                         unsigned long pfn, struct page *page, int flags)
183 {
184         struct siginfo si;
185         int ret;
186
187         pr_err("Memory failure: %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
188                 pfn, t->comm, t->pid);
189         si.si_signo = SIGBUS;
190         si.si_errno = 0;
191         si.si_addr = (void *)addr;
192 #ifdef __ARCH_SI_TRAPNO
193         si.si_trapno = trapno;
194 #endif
195         si.si_addr_lsb = compound_order(compound_head(page)) + PAGE_SHIFT;
196
197         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
198                 si.si_code = BUS_MCEERR_AR;
199                 ret = force_sig_info(SIGBUS, &si, current);
200         } else {
201                 /*
202                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
203                  * can be temporarily blocked.
204                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
205                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
206                  */
207                 si.si_code = BUS_MCEERR_AO;
208                 ret = send_sig_info(SIGBUS, &si, t);  /* synchronous? */
209         }
210         if (ret < 0)
211                 pr_info("Memory failure: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
212                         t->comm, t->pid, ret);
213         return ret;
214 }
215
216 /*
217  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
218  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
219  */
220 void shake_page(struct page *p, int access)
221 {
222         if (!PageSlab(p)) {
223                 lru_add_drain_all();
224                 if (PageLRU(p))
225                         return;
226                 drain_all_pages(page_zone(p));
227                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
228                         return;
229         }
230
231         /*
232          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
233          * other caches) if access is not potentially fatal.
234          */
235         if (access)
236                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
237 }
238 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
239
240 /*
241  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
242  * the page.
243  *
244  * General strategy:
245  * Find all processes having the page mapped and kill them.
246  * But we keep a page reference around so that the page is not
247  * actually freed yet.
248  * Then stash the page away
249  *
250  * There's no convenient way to get back to mapped processes
251  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
252  * running processes.
253  *
254  * Remember that machine checks are not common (or rather
255  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
256  * be a performance issue.
257  *
258  * Also there are some races possible while we get from the
259  * error detection to actually handle it.
260  */
261
262 struct to_kill {
263         struct list_head nd;
264         struct task_struct *tsk;
265         unsigned long addr;
266         char addr_valid;
267 };
268
269 /*
270  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
271  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
272  */
273
274 /*
275  * Schedule a process for later kill.
276  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
277  * TBD would GFP_NOIO be enough?
278  */
279 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
280                        struct vm_area_struct *vma,
281                        struct list_head *to_kill,
282                        struct to_kill **tkc)
283 {
284         struct to_kill *tk;
285
286         if (*tkc) {
287                 tk = *tkc;
288                 *tkc = NULL;
289         } else {
290                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
291                 if (!tk) {
292                         pr_err("Memory failure: Out of memory while machine check handling\n");
293                         return;
294                 }
295         }
296         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
297         tk->addr_valid = 1;
298
299         /*
300          * In theory we don't have to kill when the page was
301          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
302          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
303          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
304          */
305         if (tk->addr == -EFAULT) {
306                 pr_info("Memory failure: Unable to find user space address %lx in %s\n",
307                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
308                 tk->addr_valid = 0;
309         }
310         get_task_struct(tsk);
311         tk->tsk = tsk;
312         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
313 }
314
315 /*
316  * Kill the processes that have been collected earlier.
317  *
318  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
319  * (this is used for clean pages which do not need killing)
320  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
321  * wrong earlier.
322  */
323 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, int trapno,
324                           int fail, struct page *page, unsigned long pfn,
325                           int flags)
326 {
327         struct to_kill *tk, *next;
328
329         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
330                 if (forcekill) {
331                         /*
332                          * In case something went wrong with munmapping
333                          * make sure the process doesn't catch the
334                          * signal and then access the memory. Just kill it.
335                          */
336                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
337                                 pr_err("Memory failure: %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
338                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
339                                 do_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV,
340                                                  tk->tsk, PIDTYPE_PID);
341                         }
342
343                         /*
344                          * In theory the process could have mapped
345                          * something else on the address in-between. We could
346                          * check for that, but we need to tell the
347                          * process anyways.
348                          */
349                         else if (kill_proc(tk->tsk, tk->addr, trapno,
350                                               pfn, page, flags) < 0)
351                                 pr_err("Memory failure: %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
352                                        pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
353                 }
354                 put_task_struct(tk->tsk);
355                 kfree(tk);
356         }
357 }
358
359 /*
360  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
361  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
362  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
363  *
364  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
365  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
366  */
367 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
368 {
369         struct task_struct *t;
370
371         for_each_thread(tsk, t)
372                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
373                         return t;
374         return NULL;
375 }
376
377 /*
378  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
379  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
380  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
381  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
382  */
383 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
384                                            int force_early)
385 {
386         struct task_struct *t;
387         if (!tsk->mm)
388                 return NULL;
389         if (force_early)
390                 return tsk;
391         t = find_early_kill_thread(tsk);
392         if (t)
393                 return t;
394         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
395                 return tsk;
396         return NULL;
397 }
398
399 /*
400  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
401  */
402 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
403                               struct to_kill **tkc, int force_early)
404 {
405         struct vm_area_struct *vma;
406         struct task_struct *tsk;
407         struct anon_vma *av;
408         pgoff_t pgoff;
409
410         av = page_lock_anon_vma_read(page);
411         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
412                 return;
413
414         pgoff = page_to_pgoff(page);
415         read_lock(&tasklist_lock);
416         for_each_process (tsk) {
417                 struct anon_vma_chain *vmac;
418                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
419
420                 if (!t)
421                         continue;
422                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
423                                                pgoff, pgoff) {
424                         vma = vmac->vma;
425                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
426                                 continue;
427                         if (vma->vm_mm == t->mm)
428                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
429                 }
430         }
431         read_unlock(&tasklist_lock);
432         page_unlock_anon_vma_read(av);
433 }
434
435 /*
436  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
437  */
438 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
439                               struct to_kill **tkc, int force_early)
440 {
441         struct vm_area_struct *vma;
442         struct task_struct *tsk;
443         struct address_space *mapping = page->mapping;
444
445         i_mmap_lock_read(mapping);
446         read_lock(&tasklist_lock);
447         for_each_process(tsk) {
448                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
449                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
450
451                 if (!t)
452                         continue;
453                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
454                                       pgoff) {
455                         /*
456                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
457                          * the page but the corrupted page is not necessarily
458                          * mapped it in its pte.
459                          * Assume applications who requested early kill want
460                          * to be informed of all such data corruptions.
461                          */
462                         if (vma->vm_mm == t->mm)
463                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
464                 }
465         }
466         read_unlock(&tasklist_lock);
467         i_mmap_unlock_read(mapping);
468 }
469
470 /*
471  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
472  * This is done in two steps for locking reasons.
473  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
474  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
475  */
476 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
477                                 int force_early)
478 {
479         struct to_kill *tk;
480
481         if (!page->mapping)
482                 return;
483
484         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
485         if (!tk)
486                 return;
487         if (PageAnon(page))
488                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
489         else
490                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
491         kfree(tk);
492 }
493
494 static const char *action_name[] = {
495         [MF_IGNORED] = "Ignored",
496         [MF_FAILED] = "Failed",
497         [MF_DELAYED] = "Delayed",
498         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
499 };
500
501 static const char * const action_page_types[] = {
502         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
503         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
504         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
505         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
506         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
507         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
508         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
509         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
510         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
511         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
512         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
513         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
514         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
515         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
516         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
517         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
518         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
519         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
520         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
521         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
522 };
523
524 /*
525  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
526  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
527  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
528  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
529  */
530 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
531 {
532         if (!isolate_lru_page(p)) {
533                 /*
534                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
535                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
536                  */
537                 ClearPageActive(p);
538                 ClearPageUnevictable(p);
539
540                 /*
541                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
542                  * to uncharge it manually from its memcg.
543                  */
544                 mem_cgroup_uncharge(p);
545
546                 /*
547                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
548                  */
549                 put_page(p);
550                 return 0;
551         }
552         return -EIO;
553 }
554
555 /*
556  * Error hit kernel page.
557  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
558  * could be more sophisticated.
559  */
560 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
561 {
562         return MF_IGNORED;
563 }
564
565 /*
566  * Page in unknown state. Do nothing.
567  */
568 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
569 {
570         pr_err("Memory failure: %#lx: Unknown page state\n", pfn);
571         return MF_FAILED;
572 }
573
574 /*
575  * Clean (or cleaned) page cache page.
576  */
577 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
578 {
579         int err;
580         int ret = MF_FAILED;
581         struct address_space *mapping;
582
583         delete_from_lru_cache(p);
584
585         /*
586          * For anonymous pages we're done the only reference left
587          * should be the one m_f() holds.
588          */
589         if (PageAnon(p))
590                 return MF_RECOVERED;
591
592         /*
593          * Now truncate the page in the page cache. This is really
594          * more like a "temporary hole punch"
595          * Don't do this for block devices when someone else
596          * has a reference, because it could be file system metadata
597          * and that's not safe to truncate.
598          */
599         mapping = page_mapping(p);
600         if (!mapping) {
601                 /*
602                  * Page has been teared down in the meanwhile
603                  */
604                 return MF_FAILED;
605         }
606
607         /*
608          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
609          *
610          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
611          */
612         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
613                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
614                 if (err != 0) {
615                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to punch page: %d\n",
616                                 pfn, err);
617                 } else if (page_has_private(p) &&
618                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
619                         pr_info("Memory failure: %#lx: failed to release buffers\n",
620                                 pfn);
621                 } else {
622                         ret = MF_RECOVERED;
623                 }
624         } else {
625                 /*
626                  * If the file system doesn't support it just invalidate
627                  * This fails on dirty or anything with private pages
628                  */
629                 if (invalidate_inode_page(p))
630                         ret = MF_RECOVERED;
631                 else
632                         pr_info("Memory failure: %#lx: Failed to invalidate\n",
633                                 pfn);
634         }
635         return ret;
636 }
637
638 /*
639  * Dirty pagecache page
640  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
641  * propagated.
642  */
643 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
644 {
645         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
646
647         SetPageError(p);
648         /* TBD: print more information about the file. */
649         if (mapping) {
650                 /*
651                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
652                  * who check the mapping.
653                  * This way the application knows that something went
654                  * wrong with its dirty file data.
655                  *
656                  * There's one open issue:
657                  *
658                  * The EIO will be only reported on the next IO
659                  * operation and then cleared through the IO map.
660                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
661                  * first through the AS_EIO flag in the address space
662                  * and then through the PageError flag in the page.
663                  * Since we drop pages on memory failure handling the
664                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
665                  *
666                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
667                  * the first operation that returns an error, while
668                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
669                  * when the page is reread or dropped.  If an
670                  * application assumes it will always get error on
671                  * fsync, but does other operations on the fd before
672                  * and the page is dropped between then the error
673                  * will not be properly reported.
674                  *
675                  * This can already happen even without hwpoisoned
676                  * pages: first on metadata IO errors (which only
677                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
678                  * at the wrong time.
679                  *
680                  * So right now we assume that the application DTRT on
681                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
682                  * of the kernel.
683                  */
684                 mapping_set_error(mapping, EIO);
685         }
686
687         return me_pagecache_clean(p, pfn);
688 }
689
690 /*
691  * Clean and dirty swap cache.
692  *
693  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
694  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
695  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
696  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
697  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
698  * and then
699  *      - clear dirty bit to prevent IO
700  *      - remove from LRU
701  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
702  *        a later page fault, we know the application is accessing
703  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
704  *        interception code in do_swap_page to catch it).
705  *
706  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
707  * bring in the known good data from disk.
708  */
709 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
710 {
711         ClearPageDirty(p);
712         /* Trigger EIO in shmem: */
713         ClearPageUptodate(p);
714
715         if (!delete_from_lru_cache(p))
716                 return MF_DELAYED;
717         else
718                 return MF_FAILED;
719 }
720
721 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
722 {
723         delete_from_swap_cache(p);
724
725         if (!delete_from_lru_cache(p))
726                 return MF_RECOVERED;
727         else
728                 return MF_FAILED;
729 }
730
731 /*
732  * Huge pages. Needs work.
733  * Issues:
734  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
735  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
736  */
737 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
738 {
739         int res = 0;
740         struct page *hpage = compound_head(p);
741
742         if (!PageHuge(hpage))
743                 return MF_DELAYED;
744
745         /*
746          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
747          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
748          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
749          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
750          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
751          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
752          */
753         if (!(page_mapping(hpage) || PageAnon(hpage))) {
754                 res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
755                 if (!res)
756                         return MF_RECOVERED;
757         }
758         return MF_DELAYED;
759 }
760
761 /*
762  * Various page states we can handle.
763  *
764  * A page state is defined by its current page->flags bits.
765  * The table matches them in order and calls the right handler.
766  *
767  * This is quite tricky because we can access page at any time
768  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
769  *
770  * This is not complete. More states could be added.
771  * For any missing state don't attempt recovery.
772  */
773
774 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
775 #define sc              (1UL << PG_swapcache)
776 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
777 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
778 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
779 #define lru             (1UL << PG_lru)
780 #define swapbacked      (1UL << PG_swapbacked)
781 #define head            (1UL << PG_head)
782 #define slab            (1UL << PG_slab)
783 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
784
785 static struct page_state {
786         unsigned long mask;
787         unsigned long res;
788         enum mf_action_page_type type;
789         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
790 } error_states[] = {
791         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
792         /*
793          * free pages are specially detected outside this table:
794          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
795          */
796
797         /*
798          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
799          * currently unused objects without touching them. But just
800          * treat it as standard kernel for now.
801          */
802         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
803
804         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
805
806         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
807         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
808
809         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
810         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
811
812         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
813         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
814
815         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
816         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
817
818         /*
819          * Catchall entry: must be at end.
820          */
821         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
822 };
823
824 #undef dirty
825 #undef sc
826 #undef unevict
827 #undef mlock
828 #undef writeback
829 #undef lru
830 #undef swapbacked
831 #undef head
832 #undef slab
833 #undef reserved
834
835 /*
836  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
837  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
838  */
839 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
840                           enum mf_result result)
841 {
842         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
843
844         pr_err("Memory failure: %#lx: recovery action for %s: %s\n",
845                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
846 }
847
848 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
849                         unsigned long pfn)
850 {
851         int result;
852         int count;
853
854         result = ps->action(p, pfn);
855
856         count = page_count(p) - 1;
857         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
858                 count--;
859         if (count != 0) {
860                 pr_err("Memory failure: %#lx: %s still referenced by %d users\n",
861                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
862                 result = MF_FAILED;
863         }
864         action_result(pfn, ps->type, result);
865
866         /* Could do more checks here if page looks ok */
867         /*
868          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
869          */
870
871         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
872 }
873
874 /**
875  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
876  * @page:       raw error page (hit by memory error)
877  *
878  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
879  * non-zero value.)
880  */
881 int get_hwpoison_page(struct page *page)
882 {
883         struct page *head = compound_head(page);
884
885         if (!PageHuge(head) && PageTransHuge(head)) {
886                 /*
887                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
888                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
889                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
890                  * tries to touch the "partially handled" page.
891                  */
892                 if (!PageAnon(head)) {
893                         pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
894                                 page_to_pfn(page));
895                         return 0;
896                 }
897         }
898
899         if (get_page_unless_zero(head)) {
900                 if (head == compound_head(page))
901                         return 1;
902
903                 pr_info("Memory failure: %#lx cannot catch tail\n",
904                         page_to_pfn(page));
905                 put_page(head);
906         }
907
908         return 0;
909 }
910 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
911
912 /*
913  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
914  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
915  */
916 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
917                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
918 {
919         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
920         struct address_space *mapping;
921         LIST_HEAD(tokill);
922         int ret;
923         int kill = 1, forcekill;
924         struct page *hpage = *hpagep;
925         bool mlocked = PageMlocked(hpage);
926
927         /*
928          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
929          * other types of pages.
930          */
931         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
932                 return SWAP_SUCCESS;
933         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
934                 return SWAP_SUCCESS;
935
936         /*
937          * This check implies we don't kill processes if their pages
938          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
939          */
940         if (!page_mapped(hpage))
941                 return SWAP_SUCCESS;
942
943         if (PageKsm(p)) {
944                 pr_err("Memory failure: %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
945                 return SWAP_FAIL;
946         }
947
948         if (PageSwapCache(p)) {
949                 pr_err("Memory failure: %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n",
950                         pfn);
951                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
952         }
953
954         /*
955          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
956          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
957          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
958          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
959          */
960         mapping = page_mapping(hpage);
961         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
962             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
963                 if (page_mkclean(hpage)) {
964                         SetPageDirty(hpage);
965                 } else {
966                         kill = 0;
967                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
968                         pr_info("Memory failure: %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
969                                 pfn);
970                 }
971         }
972
973         /*
974          * First collect all the processes that have the page
975          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
976          * because ttu takes the rmap data structures down.
977          *
978          * Error handling: We ignore errors here because
979          * there's nothing that can be done.
980          */
981         if (kill)
982                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
983
984         ret = try_to_unmap(hpage, ttu);
985         if (ret != SWAP_SUCCESS)
986                 pr_err("Memory failure: %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
987                        pfn, page_mapcount(hpage));
988
989         /*
990          * try_to_unmap() might put mlocked page in lru cache, so call
991          * shake_page() again to ensure that it's flushed.
992          */
993         if (mlocked)
994                 shake_page(hpage, 0);
995
996         /*
997          * Now that the dirty bit has been propagated to the
998          * struct page and all unmaps done we can decide if
999          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1000          * was dirty or the process is not restartable,
1001          * otherwise the tokill list is merely
1002          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1003          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1004          * any accesses to the poisoned memory.
1005          */
1006         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1007         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno,
1008                       ret != SWAP_SUCCESS, p, pfn, flags);
1009
1010         return ret;
1011 }
1012
1013 /**
1014  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1015  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1016  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1017  * @flags: fine tune action taken
1018  *
1019  * This function is called by the low level machine check code
1020  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1021  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1022  * dropping pages, killing processes etc.
1023  *
1024  * The function is primarily of use for corruptions that
1025  * happen outside the current execution context (e.g. when
1026  * detected by a background scrubber)
1027  *
1028  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1029  * enabled and no spinlocks hold.
1030  */
1031 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1032 {
1033         struct page_state *ps;
1034         struct page *p;
1035         struct page *hpage;
1036         struct page *orig_head;
1037         int res;
1038         unsigned long page_flags;
1039
1040         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1041                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1042
1043         if (!pfn_valid(pfn)) {
1044                 pr_err("Memory failure: %#lx: memory outside kernel control\n",
1045                         pfn);
1046                 return -ENXIO;
1047         }
1048
1049         p = pfn_to_page(pfn);
1050         orig_head = hpage = compound_head(p);
1051
1052         /* tmporary check code, to be updated in later patches */
1053         if (PageHuge(p)) {
1054                 if (TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1055                         pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n", pfn);
1056                         return 0;
1057                 }
1058                 goto tmp;
1059         }
1060         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1061                 pr_err("Memory failure: %#lx: already hardware poisoned\n",
1062                         pfn);
1063                 return 0;
1064         }
1065
1066 tmp:
1067         num_poisoned_pages_inc();
1068
1069         /*
1070          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1071          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1072          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1073          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1074          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1075          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1076          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1077          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1078          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1079          *    used and will be freed some time later.
1080          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1081          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1082          */
1083         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1084                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1085                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1086                         return 0;
1087                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1088                         /*
1089                          * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1090                          */
1091                         lock_page(hpage);
1092                         if (PageHWPoison(hpage)) {
1093                                 if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1094                                     || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1095                                         num_poisoned_pages_dec();
1096                                         unlock_page(hpage);
1097                                         return 0;
1098                                 }
1099                         }
1100                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1101                         action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE,
1102                                       res ? MF_IGNORED : MF_DELAYED);
1103                         unlock_page(hpage);
1104                         return res;
1105                 } else {
1106                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1107                         return -EBUSY;
1108                 }
1109         }
1110
1111         if (!PageHuge(p) && PageTransHuge(hpage)) {
1112                 lock_page(p);
1113                 if (!PageAnon(p) || unlikely(split_huge_page(p))) {
1114                         unlock_page(p);
1115                         if (!PageAnon(p))
1116                                 pr_err("Memory failure: %#lx: non anonymous thp\n",
1117                                         pfn);
1118                         else
1119                                 pr_err("Memory failure: %#lx: thp split failed\n",
1120                                         pfn);
1121                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1122                                 num_poisoned_pages_dec();
1123                         put_hwpoison_page(p);
1124                         return -EBUSY;
1125                 }
1126                 unlock_page(p);
1127                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1128                 hpage = compound_head(p);
1129         }
1130
1131         /*
1132          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1133          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1134          * - to avoid races with __SetPageLocked()
1135          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1136          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1137          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1138          */
1139         if (!PageHuge(p)) {
1140                 if (!PageLRU(p))
1141                         shake_page(p, 0);
1142                 if (!PageLRU(p)) {
1143                         /*
1144                          * shake_page could have turned it free.
1145                          */
1146                         if (is_free_buddy_page(p)) {
1147                                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1148                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1149                                 else
1150                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND,
1151                                                       MF_DELAYED);
1152                                 return 0;
1153                         }
1154                 }
1155         }
1156
1157         lock_page(hpage);
1158
1159         /*
1160          * The page could have changed compound pages during the locking.
1161          * If this happens just bail out.
1162          */
1163         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1164                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1165                 res = -EBUSY;
1166                 goto out;
1167         }
1168
1169         /*
1170          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1171          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1172          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1173          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1174          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1175          */
1176         if (PageHuge(p))
1177                 page_flags = hpage->flags;
1178         else
1179                 page_flags = p->flags;
1180
1181         /*
1182          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1183          */
1184         if (!PageHWPoison(p)) {
1185                 pr_err("Memory failure: %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1186                 num_poisoned_pages_dec();
1187                 unlock_page(hpage);
1188                 put_hwpoison_page(hpage);
1189                 return 0;
1190         }
1191         if (hwpoison_filter(p)) {
1192                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1193                         num_poisoned_pages_dec();
1194                 unlock_page(hpage);
1195                 put_hwpoison_page(hpage);
1196                 return 0;
1197         }
1198
1199         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1200                 goto identify_page_state;
1201
1202         /*
1203          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1204          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1205          */
1206         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1207                 action_result(pfn, MF_MSG_POISONED_HUGE, MF_IGNORED);
1208                 unlock_page(hpage);
1209                 put_hwpoison_page(hpage);
1210                 return 0;
1211         }
1212
1213         /*
1214          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1215          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1216          */
1217         wait_on_page_writeback(p);
1218
1219         /*
1220          * Now take care of user space mappings.
1221          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1222          *
1223          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1224          * page after thp split.
1225          */
1226         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)
1227             != SWAP_SUCCESS) {
1228                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1229                 res = -EBUSY;
1230                 goto out;
1231         }
1232
1233         /*
1234          * Torn down by someone else?
1235          */
1236         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1237                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1238                 res = -EBUSY;
1239                 goto out;
1240         }
1241
1242 identify_page_state:
1243         res = -EBUSY;
1244         /*
1245          * The first check uses the current page flags which may not have any
1246          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1247          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1248          */
1249         for (ps = error_states;; ps++)
1250                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1251                         break;
1252
1253         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1254
1255         if (!ps->mask)
1256                 for (ps = error_states;; ps++)
1257                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1258                                 break;
1259         res = page_action(ps, p, pfn);
1260 out:
1261         unlock_page(hpage);
1262         return res;
1263 }
1264 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1265
1266 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1267 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1268
1269 struct memory_failure_entry {
1270         unsigned long pfn;
1271         int trapno;
1272         int flags;
1273 };
1274
1275 struct memory_failure_cpu {
1276         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1277                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1278         spinlock_t lock;
1279         struct work_struct work;
1280 };
1281
1282 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1283
1284 /**
1285  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1286  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1287  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1288  * @flags: Flags for memory failure handling
1289  *
1290  * This function is called by the low level hardware error handler
1291  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1292  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1293  * processes etc.
1294  *
1295  * The function is primarily of use for corruptions that
1296  * happen outside the current execution context (e.g. when
1297  * detected by a background scrubber)
1298  *
1299  * Can run in IRQ context.
1300  */
1301 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1302 {
1303         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1304         unsigned long proc_flags;
1305         struct memory_failure_entry entry = {
1306                 .pfn =          pfn,
1307                 .trapno =       trapno,
1308                 .flags =        flags,
1309         };
1310
1311         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1312         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1313         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1314                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1315         else
1316                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1317                        pfn);
1318         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1319         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1320 }
1321 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1322
1323 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1324 {
1325         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1326         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1327         unsigned long proc_flags;
1328         int gotten;
1329
1330         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1331         for (;;) {
1332                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1333                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1334                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1335                 if (!gotten)
1336                         break;
1337                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1338                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1339                 else
1340                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1341         }
1342 }
1343
1344 static int __init memory_failure_init(void)
1345 {
1346         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1347         int cpu;
1348
1349         for_each_possible_cpu(cpu) {
1350                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1351                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1352                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1353                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1354         }
1355
1356         return 0;
1357 }
1358 core_initcall(memory_failure_init);
1359
1360 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1361 ({                                                      \
1362         if (__ratelimit(rs))                            \
1363                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1364 })
1365
1366 /**
1367  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1368  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1369  *
1370  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1371  * memory_failure() earlier.
1372  *
1373  * This is only done on the software-level, so it only works
1374  * for linux injected failures, not real hardware failures
1375  *
1376  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1377  */
1378 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1379 {
1380         struct page *page;
1381         struct page *p;
1382         int freeit = 0;
1383         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1384                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1385
1386         if (!pfn_valid(pfn))
1387                 return -ENXIO;
1388
1389         p = pfn_to_page(pfn);
1390         page = compound_head(p);
1391
1392         if (!PageHWPoison(p)) {
1393                 unpoison_pr_info("Unpoison: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1394                                  pfn, &unpoison_rs);
1395                 return 0;
1396         }
1397
1398         if (page_count(page) > 1) {
1399                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1400                                  pfn, &unpoison_rs);
1401                 return 0;
1402         }
1403
1404         if (page_mapped(page)) {
1405                 unpoison_pr_info("Unpoison: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1406                                  pfn, &unpoison_rs);
1407                 return 0;
1408         }
1409
1410         if (page_mapping(page)) {
1411                 unpoison_pr_info("Unpoison: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1412                                  pfn, &unpoison_rs);
1413                 return 0;
1414         }
1415
1416         /*
1417          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1418          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1419          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1420          */
1421         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1422                 unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on %#lx\n",
1423                                  pfn, &unpoison_rs);
1424                 return 0;
1425         }
1426
1427         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1428                 /*
1429                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1430                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1431                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1432                  * to the end.
1433                  */
1434                 if (PageHuge(page)) {
1435                         unpoison_pr_info("Unpoison: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n",
1436                                          pfn, &unpoison_rs);
1437                         return 0;
1438                 }
1439                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1440                         num_poisoned_pages_dec();
1441                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1442                                  pfn, &unpoison_rs);
1443                 return 0;
1444         }
1445
1446         lock_page(page);
1447         /*
1448          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1449          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1450          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1451          * the free buddy page pool.
1452          */
1453         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1454                 unpoison_pr_info("Unpoison: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1455                                  pfn, &unpoison_rs);
1456                 num_poisoned_pages_dec();
1457                 freeit = 1;
1458         }
1459         unlock_page(page);
1460
1461         put_hwpoison_page(page);
1462         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1463                 put_hwpoison_page(page);
1464
1465         return 0;
1466 }
1467 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1468
1469 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1470 {
1471         int nid = page_to_nid(p);
1472         if (PageHuge(p))
1473                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1474                                                    nid);
1475         else
1476                 return __alloc_pages_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1477 }
1478
1479 /*
1480  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1481  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1482  * that is not free, and 1 for any other page type.
1483  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1484  */
1485 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1486 {
1487         int ret;
1488
1489         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1490                 return 1;
1491
1492         /*
1493          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1494          * from free hugepage list.
1495          */
1496         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1497                 if (PageHuge(p)) {
1498                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1499                         ret = 0;
1500                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1501                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1502                         ret = 0;
1503                 } else {
1504                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1505                                 __func__, pfn, p->flags);
1506                         ret = -EIO;
1507                 }
1508         } else {
1509                 /* Not a free page */
1510                 ret = 1;
1511         }
1512         return ret;
1513 }
1514
1515 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1516 {
1517         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1518
1519         if (ret == 1 && !PageHuge(page) && !PageLRU(page)) {
1520                 /*
1521                  * Try to free it.
1522                  */
1523                 put_hwpoison_page(page);
1524                 shake_page(page, 1);
1525
1526                 /*
1527                  * Did it turn free?
1528                  */
1529                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1530                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1531                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1532                         put_hwpoison_page(page);
1533                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1534                                 pfn, page->flags);
1535                         return -EIO;
1536                 }
1537         }
1538         return ret;
1539 }
1540
1541 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1542 {
1543         int ret;
1544         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1545         struct page *hpage = compound_head(page);
1546         LIST_HEAD(pagelist);
1547
1548         /*
1549          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1550          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1551          */
1552         lock_page(hpage);
1553         if (PageHWPoison(hpage)) {
1554                 unlock_page(hpage);
1555                 put_hwpoison_page(hpage);
1556                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1557                 return -EBUSY;
1558         }
1559         unlock_page(hpage);
1560
1561         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1562         /*
1563          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1564          * so need to drop one here.
1565          */
1566         put_hwpoison_page(hpage);
1567         if (!ret) {
1568                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1569                 return -EBUSY;
1570         }
1571
1572         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1573                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1574         if (ret) {
1575                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1576                         pfn, ret, page->flags);
1577                 if (!list_empty(&pagelist))
1578                         putback_movable_pages(&pagelist);
1579                 if (ret > 0)
1580                         ret = -EIO;
1581         } else {
1582                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1583                 SetPageHWPoison(page);
1584                 if (PageHuge(page))
1585                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1586                 num_poisoned_pages_inc();
1587         }
1588         return ret;
1589 }
1590
1591 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1592 {
1593         int ret;
1594         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1595
1596         /*
1597          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1598          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1599          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1600          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1601          */
1602         lock_page(page);
1603         wait_on_page_writeback(page);
1604         if (PageHWPoison(page)) {
1605                 unlock_page(page);
1606                 put_hwpoison_page(page);
1607                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1608                 return -EBUSY;
1609         }
1610         /*
1611          * Try to invalidate first. This should work for
1612          * non dirty unmapped page cache pages.
1613          */
1614         ret = invalidate_inode_page(page);
1615         unlock_page(page);
1616         /*
1617          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1618          * would need to fix isolation locking first.
1619          */
1620         if (ret == 1) {
1621                 put_hwpoison_page(page);
1622                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1623                 SetPageHWPoison(page);
1624                 num_poisoned_pages_inc();
1625                 return 0;
1626         }
1627
1628         /*
1629          * Simple invalidation didn't work.
1630          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1631          * handles a large number of cases for us.
1632          */
1633         ret = isolate_lru_page(page);
1634         /*
1635          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1636          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1637          */
1638         put_hwpoison_page(page);
1639         if (!ret) {
1640                 LIST_HEAD(pagelist);
1641                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1642                                         page_is_file_cache(page));
1643                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1644                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1645                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1646                 if (ret) {
1647                         if (!list_empty(&pagelist)) {
1648                                 list_del(&page->lru);
1649                                 dec_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1650                                                 page_is_file_cache(page));
1651                                 putback_lru_page(page);
1652                         }
1653
1654                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1655                                 pfn, ret, page->flags);
1656                         if (ret > 0)
1657                                 ret = -EIO;
1658                 }
1659         } else {
1660                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1661                         pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1662         }
1663         return ret;
1664 }
1665
1666 static int soft_offline_in_use_page(struct page *page, int flags)
1667 {
1668         int ret;
1669         struct page *hpage = compound_head(page);
1670
1671         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1672                 lock_page(page);
1673                 if (!PageAnon(page) || unlikely(split_huge_page(page))) {
1674                         unlock_page(page);
1675                         if (!PageAnon(page))
1676                                 pr_info("soft offline: %#lx: non anonymous thp\n", page_to_pfn(page));
1677                         else
1678                                 pr_info("soft offline: %#lx: thp split failed\n", page_to_pfn(page));
1679                         put_hwpoison_page(page);
1680                         return -EBUSY;
1681                 }
1682                 unlock_page(page);
1683         }
1684
1685         if (PageHuge(page))
1686                 ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1687         else
1688                 ret = __soft_offline_page(page, flags);
1689
1690         return ret;
1691 }
1692
1693 static void soft_offline_free_page(struct page *page)
1694 {
1695         struct page *head = compound_head(page);
1696
1697         if (!TestSetPageHWPoison(head)) {
1698                 num_poisoned_pages_inc();
1699                 if (PageHuge(head))
1700                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(head);
1701         }
1702 }
1703
1704 /**
1705  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1706  * @page: page to offline
1707  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1708  *
1709  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1710  *
1711  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1712  * without killing anything. This is for the case when
1713  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1714  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1715  * out.
1716  *
1717  * The actual policy on when to do that is maintained by
1718  * user space.
1719  *
1720  * This should never impact any application or cause data loss,
1721  * however it might take some time.
1722  *
1723  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1724  * ``good enough'' for the majority of memory.
1725  */
1726 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1727 {
1728         int ret;
1729         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1730
1731         if (PageHWPoison(page)) {
1732                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1733                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1734                         put_hwpoison_page(page);
1735                 return -EBUSY;
1736         }
1737
1738         get_online_mems();
1739         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1740         put_online_mems();
1741
1742         if (ret > 0)
1743                 ret = soft_offline_in_use_page(page, flags);
1744         else if (ret == 0)
1745                 soft_offline_free_page(page);
1746
1747         return ret;
1748 }