OSDN Git Service

ARM: dts: at91: sama5d3: define clock rate range for tcb1
[sagit-ice-cold/kernel_xiaomi_msm8998.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         printk(KERN_ERR
188                 "MCE %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
189                 pfn, t->comm, t->pid);
190         si.si_signo = SIGBUS;
191         si.si_errno = 0;
192         si.si_addr = (void *)addr;
193 #ifdef __ARCH_SI_TRAPNO
194         si.si_trapno = trapno;
195 #endif
196         si.si_addr_lsb = compound_order(compound_head(page)) + PAGE_SHIFT;
197
198         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t->mm == current->mm) {
199                 si.si_code = BUS_MCEERR_AR;
200                 ret = force_sig_info(SIGBUS, &si, current);
201         } else {
202                 /*
203                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
204                  * can be temporarily blocked.
205                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
206                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
207                  */
208                 si.si_code = BUS_MCEERR_AO;
209                 ret = send_sig_info(SIGBUS, &si, t);  /* synchronous? */
210         }
211         if (ret < 0)
212                 printk(KERN_INFO "MCE: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
213                        t->comm, t->pid, ret);
214         return ret;
215 }
216
217 /*
218  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
219  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
220  */
221 void shake_page(struct page *p, int access)
222 {
223         if (!PageSlab(p)) {
224                 lru_add_drain_all();
225                 if (PageLRU(p))
226                         return;
227                 drain_all_pages(page_zone(p));
228                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
229                         return;
230         }
231
232         /*
233          * Only call shrink_node_slabs here (which would also shrink
234          * other caches) if access is not potentially fatal.
235          */
236         if (access)
237                 drop_slab_node(page_to_nid(p));
238 }
239 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
240
241 /*
242  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
243  * the page.
244  *
245  * General strategy:
246  * Find all processes having the page mapped and kill them.
247  * But we keep a page reference around so that the page is not
248  * actually freed yet.
249  * Then stash the page away
250  *
251  * There's no convenient way to get back to mapped processes
252  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
253  * running processes.
254  *
255  * Remember that machine checks are not common (or rather
256  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
257  * be a performance issue.
258  *
259  * Also there are some races possible while we get from the
260  * error detection to actually handle it.
261  */
262
263 struct to_kill {
264         struct list_head nd;
265         struct task_struct *tsk;
266         unsigned long addr;
267         char addr_valid;
268 };
269
270 /*
271  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
272  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
273  */
274
275 /*
276  * Schedule a process for later kill.
277  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
278  * TBD would GFP_NOIO be enough?
279  */
280 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
281                        struct vm_area_struct *vma,
282                        struct list_head *to_kill,
283                        struct to_kill **tkc)
284 {
285         struct to_kill *tk;
286
287         if (*tkc) {
288                 tk = *tkc;
289                 *tkc = NULL;
290         } else {
291                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
292                 if (!tk) {
293                         printk(KERN_ERR
294                 "MCE: Out of memory while machine check handling\n");
295                         return;
296                 }
297         }
298         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
299         tk->addr_valid = 1;
300
301         /*
302          * In theory we don't have to kill when the page was
303          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
304          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
305          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
306          */
307         if (tk->addr == -EFAULT) {
308                 pr_info("MCE: Unable to find user space address %lx in %s\n",
309                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
310                 tk->addr_valid = 0;
311         }
312         get_task_struct(tsk);
313         tk->tsk = tsk;
314         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
315 }
316
317 /*
318  * Kill the processes that have been collected earlier.
319  *
320  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
321  * (this is used for clean pages which do not need killing)
322  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
323  * wrong earlier.
324  */
325 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, int trapno,
326                           int fail, struct page *page, unsigned long pfn,
327                           int flags)
328 {
329         struct to_kill *tk, *next;
330
331         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
332                 if (forcekill) {
333                         /*
334                          * In case something went wrong with munmapping
335                          * make sure the process doesn't catch the
336                          * signal and then access the memory. Just kill it.
337                          */
338                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
339                                 printk(KERN_ERR
340                 "MCE %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
341                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
342                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
343                         }
344
345                         /*
346                          * In theory the process could have mapped
347                          * something else on the address in-between. We could
348                          * check for that, but we need to tell the
349                          * process anyways.
350                          */
351                         else if (kill_proc(tk->tsk, tk->addr, trapno,
352                                               pfn, page, flags) < 0)
353                                 printk(KERN_ERR
354                 "MCE %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
355                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
356                 }
357                 put_task_struct(tk->tsk);
358                 kfree(tk);
359         }
360 }
361
362 /*
363  * Find a dedicated thread which is supposed to handle SIGBUS(BUS_MCEERR_AO)
364  * on behalf of the thread group. Return task_struct of the (first found)
365  * dedicated thread if found, and return NULL otherwise.
366  *
367  * We already hold read_lock(&tasklist_lock) in the caller, so we don't
368  * have to call rcu_read_lock/unlock() in this function.
369  */
370 static struct task_struct *find_early_kill_thread(struct task_struct *tsk)
371 {
372         struct task_struct *t;
373
374         for_each_thread(tsk, t)
375                 if ((t->flags & PF_MCE_PROCESS) && (t->flags & PF_MCE_EARLY))
376                         return t;
377         return NULL;
378 }
379
380 /*
381  * Determine whether a given process is "early kill" process which expects
382  * to be signaled when some page under the process is hwpoisoned.
383  * Return task_struct of the dedicated thread (main thread unless explicitly
384  * specified) if the process is "early kill," and otherwise returns NULL.
385  */
386 static struct task_struct *task_early_kill(struct task_struct *tsk,
387                                            int force_early)
388 {
389         struct task_struct *t;
390         if (!tsk->mm)
391                 return NULL;
392         if (force_early)
393                 return tsk;
394         t = find_early_kill_thread(tsk);
395         if (t)
396                 return t;
397         if (sysctl_memory_failure_early_kill)
398                 return tsk;
399         return NULL;
400 }
401
402 /*
403  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
404  */
405 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
406                               struct to_kill **tkc, int force_early)
407 {
408         struct vm_area_struct *vma;
409         struct task_struct *tsk;
410         struct anon_vma *av;
411         pgoff_t pgoff;
412
413         av = page_lock_anon_vma_read(page);
414         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
415                 return;
416
417         pgoff = page_to_pgoff(page);
418         read_lock(&tasklist_lock);
419         for_each_process (tsk) {
420                 struct anon_vma_chain *vmac;
421                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
422
423                 if (!t)
424                         continue;
425                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
426                                                pgoff, pgoff) {
427                         vma = vmac->vma;
428                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
429                                 continue;
430                         if (vma->vm_mm == t->mm)
431                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
432                 }
433         }
434         read_unlock(&tasklist_lock);
435         page_unlock_anon_vma_read(av);
436 }
437
438 /*
439  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
440  */
441 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
442                               struct to_kill **tkc, int force_early)
443 {
444         struct vm_area_struct *vma;
445         struct task_struct *tsk;
446         struct address_space *mapping = page->mapping;
447
448         i_mmap_lock_read(mapping);
449         read_lock(&tasklist_lock);
450         for_each_process(tsk) {
451                 pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
452                 struct task_struct *t = task_early_kill(tsk, force_early);
453
454                 if (!t)
455                         continue;
456                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
457                                       pgoff) {
458                         /*
459                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
460                          * the page but the corrupted page is not necessarily
461                          * mapped it in its pte.
462                          * Assume applications who requested early kill want
463                          * to be informed of all such data corruptions.
464                          */
465                         if (vma->vm_mm == t->mm)
466                                 add_to_kill(t, page, vma, to_kill, tkc);
467                 }
468         }
469         read_unlock(&tasklist_lock);
470         i_mmap_unlock_read(mapping);
471 }
472
473 /*
474  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
475  * This is done in two steps for locking reasons.
476  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
477  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
478  */
479 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill,
480                                 int force_early)
481 {
482         struct to_kill *tk;
483
484         if (!page->mapping)
485                 return;
486
487         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
488         if (!tk)
489                 return;
490         if (PageAnon(page))
491                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk, force_early);
492         else
493                 collect_procs_file(page, tokill, &tk, force_early);
494         kfree(tk);
495 }
496
497 static const char *action_name[] = {
498         [MF_IGNORED] = "Ignored",
499         [MF_FAILED] = "Failed",
500         [MF_DELAYED] = "Delayed",
501         [MF_RECOVERED] = "Recovered",
502 };
503
504 static const char * const action_page_types[] = {
505         [MF_MSG_KERNEL]                 = "reserved kernel page",
506         [MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER]      = "high-order kernel page",
507         [MF_MSG_SLAB]                   = "kernel slab page",
508         [MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND]     = "different compound page after locking",
509         [MF_MSG_POISONED_HUGE]          = "huge page already hardware poisoned",
510         [MF_MSG_HUGE]                   = "huge page",
511         [MF_MSG_FREE_HUGE]              = "free huge page",
512         [MF_MSG_UNMAP_FAILED]           = "unmapping failed page",
513         [MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE]        = "dirty swapcache page",
514         [MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE]        = "clean swapcache page",
515         [MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU]      = "dirty mlocked LRU page",
516         [MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU]      = "clean mlocked LRU page",
517         [MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU]  = "dirty unevictable LRU page",
518         [MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU]  = "clean unevictable LRU page",
519         [MF_MSG_DIRTY_LRU]              = "dirty LRU page",
520         [MF_MSG_CLEAN_LRU]              = "clean LRU page",
521         [MF_MSG_TRUNCATED_LRU]          = "already truncated LRU page",
522         [MF_MSG_BUDDY]                  = "free buddy page",
523         [MF_MSG_BUDDY_2ND]              = "free buddy page (2nd try)",
524         [MF_MSG_UNKNOWN]                = "unknown page",
525 };
526
527 /*
528  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
529  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
530  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
531  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
532  */
533 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
534 {
535         if (!isolate_lru_page(p)) {
536                 /*
537                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
538                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
539                  */
540                 ClearPageActive(p);
541                 ClearPageUnevictable(p);
542
543                 /*
544                  * Poisoned page might never drop its ref count to 0 so we have
545                  * to uncharge it manually from its memcg.
546                  */
547                 mem_cgroup_uncharge(p);
548
549                 /*
550                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
551                  */
552                 page_cache_release(p);
553                 return 0;
554         }
555         return -EIO;
556 }
557
558 /*
559  * Error hit kernel page.
560  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
561  * could be more sophisticated.
562  */
563 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
564 {
565         return MF_IGNORED;
566 }
567
568 /*
569  * Page in unknown state. Do nothing.
570  */
571 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
572 {
573         printk(KERN_ERR "MCE %#lx: Unknown page state\n", pfn);
574         return MF_FAILED;
575 }
576
577 /*
578  * Clean (or cleaned) page cache page.
579  */
580 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
581 {
582         int err;
583         int ret = MF_FAILED;
584         struct address_space *mapping;
585
586         delete_from_lru_cache(p);
587
588         /*
589          * For anonymous pages we're done the only reference left
590          * should be the one m_f() holds.
591          */
592         if (PageAnon(p))
593                 return MF_RECOVERED;
594
595         /*
596          * Now truncate the page in the page cache. This is really
597          * more like a "temporary hole punch"
598          * Don't do this for block devices when someone else
599          * has a reference, because it could be file system metadata
600          * and that's not safe to truncate.
601          */
602         mapping = page_mapping(p);
603         if (!mapping) {
604                 /*
605                  * Page has been teared down in the meanwhile
606                  */
607                 return MF_FAILED;
608         }
609
610         /*
611          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
612          *
613          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
614          */
615         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
616                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
617                 if (err != 0) {
618                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to punch page: %d\n",
619                                         pfn, err);
620                 } else if (page_has_private(p) &&
621                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
622                         pr_info("MCE %#lx: failed to release buffers\n", pfn);
623                 } else {
624                         ret = MF_RECOVERED;
625                 }
626         } else {
627                 /*
628                  * If the file system doesn't support it just invalidate
629                  * This fails on dirty or anything with private pages
630                  */
631                 if (invalidate_inode_page(p))
632                         ret = MF_RECOVERED;
633                 else
634                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to invalidate\n",
635                                 pfn);
636         }
637         return ret;
638 }
639
640 /*
641  * Dirty pagecache page
642  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
643  * propagated.
644  */
645 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
646 {
647         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
648
649         SetPageError(p);
650         /* TBD: print more information about the file. */
651         if (mapping) {
652                 /*
653                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
654                  * who check the mapping.
655                  * This way the application knows that something went
656                  * wrong with its dirty file data.
657                  *
658                  * There's one open issue:
659                  *
660                  * The EIO will be only reported on the next IO
661                  * operation and then cleared through the IO map.
662                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
663                  * first through the AS_EIO flag in the address space
664                  * and then through the PageError flag in the page.
665                  * Since we drop pages on memory failure handling the
666                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
667                  *
668                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
669                  * the first operation that returns an error, while
670                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
671                  * when the page is reread or dropped.  If an
672                  * application assumes it will always get error on
673                  * fsync, but does other operations on the fd before
674                  * and the page is dropped between then the error
675                  * will not be properly reported.
676                  *
677                  * This can already happen even without hwpoisoned
678                  * pages: first on metadata IO errors (which only
679                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
680                  * at the wrong time.
681                  *
682                  * So right now we assume that the application DTRT on
683                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
684                  * of the kernel.
685                  */
686                 mapping_set_error(mapping, EIO);
687         }
688
689         return me_pagecache_clean(p, pfn);
690 }
691
692 /*
693  * Clean and dirty swap cache.
694  *
695  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
696  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
697  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
698  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
699  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
700  * and then
701  *      - clear dirty bit to prevent IO
702  *      - remove from LRU
703  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
704  *        a later page fault, we know the application is accessing
705  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
706  *        interception code in do_swap_page to catch it).
707  *
708  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
709  * bring in the known good data from disk.
710  */
711 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
712 {
713         ClearPageDirty(p);
714         /* Trigger EIO in shmem: */
715         ClearPageUptodate(p);
716
717         if (!delete_from_lru_cache(p))
718                 return MF_DELAYED;
719         else
720                 return MF_FAILED;
721 }
722
723 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
724 {
725         delete_from_swap_cache(p);
726
727         if (!delete_from_lru_cache(p))
728                 return MF_RECOVERED;
729         else
730                 return MF_FAILED;
731 }
732
733 /*
734  * Huge pages. Needs work.
735  * Issues:
736  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
737  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
738  */
739 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
740 {
741         int res = 0;
742         struct page *hpage = compound_head(p);
743
744         if (!PageHuge(hpage))
745                 return MF_DELAYED;
746
747         /*
748          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
749          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
750          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
751          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
752          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
753          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
754          * We assume that this function is called with page lock held,
755          * so there is no race between isolation and mapping/unmapping.
756          */
757         if (!(page_mapping(hpage) || PageAnon(hpage))) {
758                 res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
759                 if (!res)
760                         return MF_RECOVERED;
761         }
762         return MF_DELAYED;
763 }
764
765 /*
766  * Various page states we can handle.
767  *
768  * A page state is defined by its current page->flags bits.
769  * The table matches them in order and calls the right handler.
770  *
771  * This is quite tricky because we can access page at any time
772  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
773  *
774  * This is not complete. More states could be added.
775  * For any missing state don't attempt recovery.
776  */
777
778 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
779 #define sc              (1UL << PG_swapcache)
780 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
781 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
782 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
783 #define lru             (1UL << PG_lru)
784 #define swapbacked      (1UL << PG_swapbacked)
785 #define head            (1UL << PG_head)
786 #define slab            (1UL << PG_slab)
787 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
788
789 static struct page_state {
790         unsigned long mask;
791         unsigned long res;
792         enum mf_action_page_type type;
793         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
794 } error_states[] = {
795         { reserved,     reserved,       MF_MSG_KERNEL,  me_kernel },
796         /*
797          * free pages are specially detected outside this table:
798          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
799          */
800
801         /*
802          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
803          * currently unused objects without touching them. But just
804          * treat it as standard kernel for now.
805          */
806         { slab,         slab,           MF_MSG_SLAB,    me_kernel },
807
808         { head,         head,           MF_MSG_HUGE,            me_huge_page },
809
810         { sc|dirty,     sc|dirty,       MF_MSG_DIRTY_SWAPCACHE, me_swapcache_dirty },
811         { sc|dirty,     sc,             MF_MSG_CLEAN_SWAPCACHE, me_swapcache_clean },
812
813         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    MF_MSG_DIRTY_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_dirty },
814         { mlock|dirty,  mlock,          MF_MSG_CLEAN_MLOCKED_LRU,       me_pagecache_clean },
815
816         { unevict|dirty, unevict|dirty, MF_MSG_DIRTY_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_dirty },
817         { unevict|dirty, unevict,       MF_MSG_CLEAN_UNEVICTABLE_LRU,   me_pagecache_clean },
818
819         { lru|dirty,    lru|dirty,      MF_MSG_DIRTY_LRU,       me_pagecache_dirty },
820         { lru|dirty,    lru,            MF_MSG_CLEAN_LRU,       me_pagecache_clean },
821
822         /*
823          * Catchall entry: must be at end.
824          */
825         { 0,            0,              MF_MSG_UNKNOWN, me_unknown },
826 };
827
828 #undef dirty
829 #undef sc
830 #undef unevict
831 #undef mlock
832 #undef writeback
833 #undef lru
834 #undef swapbacked
835 #undef head
836 #undef tail
837 #undef compound
838 #undef slab
839 #undef reserved
840
841 /*
842  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
843  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
844  */
845 static void action_result(unsigned long pfn, enum mf_action_page_type type,
846                           enum mf_result result)
847 {
848         trace_memory_failure_event(pfn, type, result);
849
850         pr_err("MCE %#lx: recovery action for %s: %s\n",
851                 pfn, action_page_types[type], action_name[result]);
852 }
853
854 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
855                         unsigned long pfn)
856 {
857         int result;
858         int count;
859
860         result = ps->action(p, pfn);
861
862         count = page_count(p) - 1;
863         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == MF_DELAYED)
864                 count--;
865         if (count != 0) {
866                 printk(KERN_ERR
867                        "MCE %#lx: %s still referenced by %d users\n",
868                        pfn, action_page_types[ps->type], count);
869                 result = MF_FAILED;
870         }
871         action_result(pfn, ps->type, result);
872
873         /* Could do more checks here if page looks ok */
874         /*
875          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
876          */
877
878         return (result == MF_RECOVERED || result == MF_DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
879 }
880
881 /**
882  * get_hwpoison_page() - Get refcount for memory error handling:
883  * @page:       raw error page (hit by memory error)
884  *
885  * Return: return 0 if failed to grab the refcount, otherwise true (some
886  * non-zero value.)
887  */
888 int get_hwpoison_page(struct page *page)
889 {
890         struct page *head = compound_head(page);
891
892         if (PageHuge(head))
893                 return get_page_unless_zero(head);
894
895         /*
896          * Thp tail page has special refcounting rule (refcount of tail pages
897          * is stored in ->_mapcount,) so we can't call get_page_unless_zero()
898          * directly for tail pages.
899          */
900         if (PageTransHuge(head)) {
901                 /*
902                  * Non anonymous thp exists only in allocation/free time. We
903                  * can't handle such a case correctly, so let's give it up.
904                  * This should be better than triggering BUG_ON when kernel
905                  * tries to touch the "partially handled" page.
906                  */
907                 if (!PageAnon(head)) {
908                         pr_err("MCE: %#lx: non anonymous thp\n",
909                                 page_to_pfn(page));
910                         return 0;
911                 }
912
913                 if (get_page_unless_zero(head)) {
914                         if (PageTail(page))
915                                 get_page(page);
916                         return 1;
917                 } else {
918                         return 0;
919                 }
920         }
921
922         return get_page_unless_zero(page);
923 }
924 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_hwpoison_page);
925
926 /**
927  * put_hwpoison_page() - Put refcount for memory error handling:
928  * @page:       raw error page (hit by memory error)
929  */
930 void put_hwpoison_page(struct page *page)
931 {
932         struct page *head = compound_head(page);
933
934         if (PageHuge(head)) {
935                 put_page(head);
936                 return;
937         }
938
939         if (PageTransHuge(head))
940                 if (page != head)
941                         put_page(head);
942
943         put_page(page);
944 }
945 EXPORT_SYMBOL_GPL(put_hwpoison_page);
946
947 /*
948  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
949  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
950  */
951 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
952                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
953 {
954         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
955         struct address_space *mapping;
956         LIST_HEAD(tokill);
957         int ret;
958         int kill = 1, forcekill;
959         struct page *hpage = *hpagep;
960
961         /*
962          * Here we are interested only in user-mapped pages, so skip any
963          * other types of pages.
964          */
965         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
966                 return SWAP_SUCCESS;
967         if (!(PageLRU(hpage) || PageHuge(p)))
968                 return SWAP_SUCCESS;
969
970         /*
971          * This check implies we don't kill processes if their pages
972          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
973          */
974         if (!page_mapped(hpage))
975                 return SWAP_SUCCESS;
976
977         if (PageKsm(p)) {
978                 pr_err("MCE %#lx: can't handle KSM pages.\n", pfn);
979                 return SWAP_FAIL;
980         }
981
982         if (PageSwapCache(p)) {
983                 printk(KERN_ERR
984                        "MCE %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n", pfn);
985                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
986         }
987
988         /*
989          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
990          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
991          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
992          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
993          */
994         mapping = page_mapping(hpage);
995         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
996             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
997                 if (page_mkclean(hpage)) {
998                         SetPageDirty(hpage);
999                 } else {
1000                         kill = 0;
1001                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
1002                         printk(KERN_INFO
1003         "MCE %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
1004                                 pfn);
1005                 }
1006         }
1007
1008         /*
1009          * First collect all the processes that have the page
1010          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
1011          * because ttu takes the rmap data structures down.
1012          *
1013          * Error handling: We ignore errors here because
1014          * there's nothing that can be done.
1015          */
1016         if (kill)
1017                 collect_procs(hpage, &tokill, flags & MF_ACTION_REQUIRED);
1018
1019         ret = try_to_unmap(hpage, ttu);
1020         if (ret != SWAP_SUCCESS)
1021                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
1022                                 pfn, page_mapcount(hpage));
1023
1024         /*
1025          * Now that the dirty bit has been propagated to the
1026          * struct page and all unmaps done we can decide if
1027          * killing is needed or not.  Only kill when the page
1028          * was dirty or the process is not restartable,
1029          * otherwise the tokill list is merely
1030          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
1031          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
1032          * any accesses to the poisoned memory.
1033          */
1034         forcekill = PageDirty(hpage) || (flags & MF_MUST_KILL);
1035         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno,
1036                       ret != SWAP_SUCCESS, p, pfn, flags);
1037
1038         return ret;
1039 }
1040
1041 static void set_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1042 {
1043         int i;
1044         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1045         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1046                 SetPageHWPoison(hpage + i);
1047 }
1048
1049 static void clear_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
1050 {
1051         int i;
1052         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1053         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1054                 ClearPageHWPoison(hpage + i);
1055 }
1056
1057 /**
1058  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1059  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1060  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1061  * @flags: fine tune action taken
1062  *
1063  * This function is called by the low level machine check code
1064  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1065  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1066  * dropping pages, killing processes etc.
1067  *
1068  * The function is primarily of use for corruptions that
1069  * happen outside the current execution context (e.g. when
1070  * detected by a background scrubber)
1071  *
1072  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1073  * enabled and no spinlocks hold.
1074  */
1075 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1076 {
1077         struct page_state *ps;
1078         struct page *p;
1079         struct page *hpage;
1080         struct page *orig_head;
1081         int res;
1082         unsigned int nr_pages;
1083         unsigned long page_flags;
1084
1085         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1086                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1087
1088         if (!pfn_valid(pfn)) {
1089                 printk(KERN_ERR
1090                        "MCE %#lx: memory outside kernel control\n",
1091                        pfn);
1092                 return -ENXIO;
1093         }
1094
1095         p = pfn_to_page(pfn);
1096         orig_head = hpage = compound_head(p);
1097         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1098                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: already hardware poisoned\n", pfn);
1099                 return 0;
1100         }
1101
1102         /*
1103          * Currently errors on hugetlbfs pages are measured in hugepage units,
1104          * so nr_pages should be 1 << compound_order.  OTOH when errors are on
1105          * transparent hugepages, they are supposed to be split and error
1106          * measurement is done in normal page units.  So nr_pages should be one
1107          * in this case.
1108          */
1109         if (PageHuge(p))
1110                 nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1111         else /* normal page or thp */
1112                 nr_pages = 1;
1113         num_poisoned_pages_add(nr_pages);
1114
1115         /*
1116          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1117          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1118          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1119          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1120          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1121          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1122          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1123          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1124          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1125          *    used and will be freed some time later.
1126          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1127          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1128          */
1129         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) && !get_hwpoison_page(p)) {
1130                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1131                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1132                         return 0;
1133                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1134                         /*
1135                          * Check "filter hit" and "race with other subpage."
1136                          */
1137                         lock_page(hpage);
1138                         if (PageHWPoison(hpage)) {
1139                                 if ((hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1140                                     || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1141                                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1142                                         unlock_page(hpage);
1143                                         return 0;
1144                                 }
1145                         }
1146                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1147                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1148                         action_result(pfn, MF_MSG_FREE_HUGE,
1149                                       res ? MF_IGNORED : MF_DELAYED);
1150                         unlock_page(hpage);
1151                         return res;
1152                 } else {
1153                         action_result(pfn, MF_MSG_KERNEL_HIGH_ORDER, MF_IGNORED);
1154                         return -EBUSY;
1155                 }
1156         }
1157
1158         if (!PageHuge(p) && PageTransHuge(hpage)) {
1159                 if (!PageAnon(hpage) || unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1160                         if (!PageAnon(hpage))
1161                                 pr_err("MCE: %#lx: non anonymous thp\n", pfn);
1162                         else
1163                                 pr_err("MCE: %#lx: thp split failed\n", pfn);
1164                         if (TestClearPageHWPoison(p))
1165                                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1166                         put_hwpoison_page(p);
1167                         return -EBUSY;
1168                 }
1169                 VM_BUG_ON_PAGE(!page_count(p), p);
1170                 hpage = compound_head(p);
1171         }
1172
1173         /*
1174          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1175          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1176          * - to avoid races with __set_page_locked()
1177          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1178          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1179          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1180          */
1181         if (!PageHuge(p)) {
1182                 if (!PageLRU(p))
1183                         shake_page(p, 0);
1184                 if (!PageLRU(p)) {
1185                         /*
1186                          * shake_page could have turned it free.
1187                          */
1188                         if (is_free_buddy_page(p)) {
1189                                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1190                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY, MF_DELAYED);
1191                                 else
1192                                         action_result(pfn, MF_MSG_BUDDY_2ND,
1193                                                       MF_DELAYED);
1194                                 return 0;
1195                         }
1196                 }
1197         }
1198
1199         lock_page(hpage);
1200
1201         /*
1202          * The page could have changed compound pages during the locking.
1203          * If this happens just bail out.
1204          */
1205         if (PageCompound(p) && compound_head(p) != orig_head) {
1206                 action_result(pfn, MF_MSG_DIFFERENT_COMPOUND, MF_IGNORED);
1207                 res = -EBUSY;
1208                 goto out;
1209         }
1210
1211         /*
1212          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1213          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1214          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1215          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1216          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1217          */
1218         if (PageHuge(p))
1219                 page_flags = hpage->flags;
1220         else
1221                 page_flags = p->flags;
1222
1223         /*
1224          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1225          */
1226         if (!PageHWPoison(p)) {
1227                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1228                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1229                 unlock_page(hpage);
1230                 put_hwpoison_page(hpage);
1231                 return 0;
1232         }
1233         if (hwpoison_filter(p)) {
1234                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1235                         num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1236                 unlock_page(hpage);
1237                 put_hwpoison_page(hpage);
1238                 return 0;
1239         }
1240
1241         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p) && !PageLRU(p))
1242                 goto identify_page_state;
1243
1244         /*
1245          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1246          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1247          */
1248         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1249                 action_result(pfn, MF_MSG_POISONED_HUGE, MF_IGNORED);
1250                 unlock_page(hpage);
1251                 put_hwpoison_page(hpage);
1252                 return 0;
1253         }
1254         /*
1255          * Set PG_hwpoison on all pages in an error hugepage,
1256          * because containment is done in hugepage unit for now.
1257          * Since we have done TestSetPageHWPoison() for the head page with
1258          * page lock held, we can safely set PG_hwpoison bits on tail pages.
1259          */
1260         if (PageHuge(p))
1261                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1262
1263         /*
1264          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1265          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1266          */
1267         wait_on_page_writeback(p);
1268
1269         /*
1270          * Now take care of user space mappings.
1271          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1272          *
1273          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1274          * page after thp split.
1275          */
1276         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)
1277             != SWAP_SUCCESS) {
1278                 action_result(pfn, MF_MSG_UNMAP_FAILED, MF_IGNORED);
1279                 res = -EBUSY;
1280                 goto out;
1281         }
1282
1283         /*
1284          * Torn down by someone else?
1285          */
1286         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1287                 action_result(pfn, MF_MSG_TRUNCATED_LRU, MF_IGNORED);
1288                 res = -EBUSY;
1289                 goto out;
1290         }
1291
1292 identify_page_state:
1293         res = -EBUSY;
1294         /*
1295          * The first check uses the current page flags which may not have any
1296          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1297          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1298          */
1299         for (ps = error_states;; ps++)
1300                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1301                         break;
1302
1303         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1304
1305         if (!ps->mask)
1306                 for (ps = error_states;; ps++)
1307                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1308                                 break;
1309         res = page_action(ps, p, pfn);
1310 out:
1311         unlock_page(hpage);
1312         return res;
1313 }
1314 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1315
1316 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1317 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1318
1319 struct memory_failure_entry {
1320         unsigned long pfn;
1321         int trapno;
1322         int flags;
1323 };
1324
1325 struct memory_failure_cpu {
1326         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1327                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1328         spinlock_t lock;
1329         struct work_struct work;
1330 };
1331
1332 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1333
1334 /**
1335  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1336  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1337  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1338  * @flags: Flags for memory failure handling
1339  *
1340  * This function is called by the low level hardware error handler
1341  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1342  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1343  * processes etc.
1344  *
1345  * The function is primarily of use for corruptions that
1346  * happen outside the current execution context (e.g. when
1347  * detected by a background scrubber)
1348  *
1349  * Can run in IRQ context.
1350  */
1351 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1352 {
1353         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1354         unsigned long proc_flags;
1355         struct memory_failure_entry entry = {
1356                 .pfn =          pfn,
1357                 .trapno =       trapno,
1358                 .flags =        flags,
1359         };
1360
1361         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1362         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1363         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1364                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1365         else
1366                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1367                        pfn);
1368         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1369         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1370 }
1371 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1372
1373 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1374 {
1375         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1376         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1377         unsigned long proc_flags;
1378         int gotten;
1379
1380         mf_cpu = this_cpu_ptr(&memory_failure_cpu);
1381         for (;;) {
1382                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1383                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1384                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1385                 if (!gotten)
1386                         break;
1387                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1388                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1389                 else
1390                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1391         }
1392 }
1393
1394 static int __init memory_failure_init(void)
1395 {
1396         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1397         int cpu;
1398
1399         for_each_possible_cpu(cpu) {
1400                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1401                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1402                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1403                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1404         }
1405
1406         return 0;
1407 }
1408 core_initcall(memory_failure_init);
1409
1410 #define unpoison_pr_info(fmt, pfn, rs)                  \
1411 ({                                                      \
1412         if (__ratelimit(rs))                            \
1413                 pr_info(fmt, pfn);                      \
1414 })
1415
1416 /**
1417  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1418  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1419  *
1420  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1421  * memory_failure() earlier.
1422  *
1423  * This is only done on the software-level, so it only works
1424  * for linux injected failures, not real hardware failures
1425  *
1426  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1427  */
1428 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1429 {
1430         struct page *page;
1431         struct page *p;
1432         int freeit = 0;
1433         unsigned int nr_pages;
1434         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(unpoison_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1435                                         DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1436
1437         if (!pfn_valid(pfn))
1438                 return -ENXIO;
1439
1440         p = pfn_to_page(pfn);
1441         page = compound_head(p);
1442
1443         if (!PageHWPoison(p)) {
1444                 unpoison_pr_info("MCE: Page was already unpoisoned %#lx\n",
1445                                  pfn, &unpoison_rs);
1446                 return 0;
1447         }
1448
1449         if (page_count(page) > 1) {
1450                 unpoison_pr_info("MCE: Someone grabs the hwpoison page %#lx\n",
1451                                  pfn, &unpoison_rs);
1452                 return 0;
1453         }
1454
1455         if (page_mapped(page)) {
1456                 unpoison_pr_info("MCE: Someone maps the hwpoison page %#lx\n",
1457                                  pfn, &unpoison_rs);
1458                 return 0;
1459         }
1460
1461         if (page_mapping(page)) {
1462                 unpoison_pr_info("MCE: the hwpoison page has non-NULL mapping %#lx\n",
1463                                  pfn, &unpoison_rs);
1464                 return 0;
1465         }
1466
1467         /*
1468          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1469          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1470          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1471          */
1472         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1473                 unpoison_pr_info("MCE: Memory failure is now running on %#lx\n",
1474                                  pfn, &unpoison_rs);
1475                 return 0;
1476         }
1477
1478         nr_pages = 1 << compound_order(page);
1479
1480         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1481                 /*
1482                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1483                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1484                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1485                  * to the end.
1486                  */
1487                 if (PageHuge(page)) {
1488                         unpoison_pr_info("MCE: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n",
1489                                          pfn, &unpoison_rs);
1490                         return 0;
1491                 }
1492                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1493                         num_poisoned_pages_dec();
1494                 unpoison_pr_info("MCE: Software-unpoisoned free page %#lx\n",
1495                                  pfn, &unpoison_rs);
1496                 return 0;
1497         }
1498
1499         lock_page(page);
1500         /*
1501          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1502          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1503          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1504          * the free buddy page pool.
1505          */
1506         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1507                 unpoison_pr_info("MCE: Software-unpoisoned page %#lx\n",
1508                                  pfn, &unpoison_rs);
1509                 num_poisoned_pages_sub(nr_pages);
1510                 freeit = 1;
1511                 if (PageHuge(page))
1512                         clear_page_hwpoison_huge_page(page);
1513         }
1514         unlock_page(page);
1515
1516         put_hwpoison_page(page);
1517         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1518                 put_hwpoison_page(page);
1519
1520         return 0;
1521 }
1522 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1523
1524 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1525 {
1526         int nid = page_to_nid(p);
1527         if (PageHuge(p))
1528                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1529                                                    nid);
1530         else
1531                 return __alloc_pages_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1536  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1537  * that is not free, and 1 for any other page type.
1538  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1539  */
1540 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1541 {
1542         int ret;
1543
1544         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1545                 return 1;
1546
1547         /*
1548          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1549          * from free hugepage list.
1550          */
1551         if (!get_hwpoison_page(p)) {
1552                 if (PageHuge(p)) {
1553                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1554                         ret = 0;
1555                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1556                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1557                         ret = 0;
1558                 } else {
1559                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1560                                 __func__, pfn, p->flags);
1561                         ret = -EIO;
1562                 }
1563         } else {
1564                 /* Not a free page */
1565                 ret = 1;
1566         }
1567         return ret;
1568 }
1569
1570 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1571 {
1572         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1573
1574         if (ret == 1 && !PageHuge(page) && !PageLRU(page)) {
1575                 /*
1576                  * Try to free it.
1577                  */
1578                 put_hwpoison_page(page);
1579                 shake_page(page, 1);
1580
1581                 /*
1582                  * Did it turn free?
1583                  */
1584                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1585                 if (ret == 1 && !PageLRU(page)) {
1586                         /* Drop page reference which is from __get_any_page() */
1587                         put_hwpoison_page(page);
1588                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1589                                 pfn, page->flags);
1590                         return -EIO;
1591                 }
1592         }
1593         return ret;
1594 }
1595
1596 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1597 {
1598         int ret;
1599         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1600         struct page *hpage = compound_head(page);
1601         LIST_HEAD(pagelist);
1602
1603         /*
1604          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1605          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1606          */
1607         lock_page(hpage);
1608         if (PageHWPoison(hpage)) {
1609                 unlock_page(hpage);
1610                 put_hwpoison_page(hpage);
1611                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1612                 return -EBUSY;
1613         }
1614         unlock_page(hpage);
1615
1616         ret = isolate_huge_page(hpage, &pagelist);
1617         /*
1618          * get_any_page() and isolate_huge_page() takes a refcount each,
1619          * so need to drop one here.
1620          */
1621         put_hwpoison_page(hpage);
1622         if (!ret) {
1623                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage failed to isolate\n", pfn);
1624                 return -EBUSY;
1625         }
1626
1627         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1628                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1629         if (ret) {
1630                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1631                         pfn, ret, page->flags);
1632                 if (!list_empty(&pagelist))
1633                         putback_movable_pages(&pagelist);
1634                 if (ret > 0)
1635                         ret = -EIO;
1636         } else {
1637                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1638                 if (PageHuge(page)) {
1639                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1640                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1641                         num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1642                 } else {
1643                         SetPageHWPoison(page);
1644                         num_poisoned_pages_inc();
1645                 }
1646         }
1647         return ret;
1648 }
1649
1650 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1651 {
1652         int ret;
1653         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1654
1655         /*
1656          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1657          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1658          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1659          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1660          */
1661         lock_page(page);
1662         wait_on_page_writeback(page);
1663         if (PageHWPoison(page)) {
1664                 unlock_page(page);
1665                 put_hwpoison_page(page);
1666                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1667                 return -EBUSY;
1668         }
1669         /*
1670          * Try to invalidate first. This should work for
1671          * non dirty unmapped page cache pages.
1672          */
1673         ret = invalidate_inode_page(page);
1674         unlock_page(page);
1675         /*
1676          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1677          * would need to fix isolation locking first.
1678          */
1679         if (ret == 1) {
1680                 put_hwpoison_page(page);
1681                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1682                 SetPageHWPoison(page);
1683                 num_poisoned_pages_inc();
1684                 return 0;
1685         }
1686
1687         /*
1688          * Simple invalidation didn't work.
1689          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1690          * handles a large number of cases for us.
1691          */
1692         ret = isolate_lru_page(page);
1693         /*
1694          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1695          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1696          */
1697         put_hwpoison_page(page);
1698         if (!ret) {
1699                 LIST_HEAD(pagelist);
1700                 inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1701                                         page_is_file_cache(page));
1702                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1703                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1704                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1705                 if (ret) {
1706                         if (!list_empty(&pagelist)) {
1707                                 list_del(&page->lru);
1708                                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1709                                                 page_is_file_cache(page));
1710                                 putback_lru_page(page);
1711                         }
1712
1713                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1714                                 pfn, ret, page->flags);
1715                         if (ret > 0)
1716                                 ret = -EIO;
1717                 }
1718         } else {
1719                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1720                         pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1721         }
1722         return ret;
1723 }
1724
1725 /**
1726  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1727  * @page: page to offline
1728  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1729  *
1730  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1731  *
1732  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1733  * without killing anything. This is for the case when
1734  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1735  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1736  * out.
1737  *
1738  * The actual policy on when to do that is maintained by
1739  * user space.
1740  *
1741  * This should never impact any application or cause data loss,
1742  * however it might take some time.
1743  *
1744  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1745  * ``good enough'' for the majority of memory.
1746  */
1747 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1748 {
1749         int ret;
1750         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1751         struct page *hpage = compound_head(page);
1752
1753         if (PageHWPoison(page)) {
1754                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1755                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1756                         put_hwpoison_page(page);
1757                 return -EBUSY;
1758         }
1759         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1760                 if (PageAnon(hpage) && unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1761                         pr_info("soft offline: %#lx: failed to split THP\n",
1762                                 pfn);
1763                         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1764                                 put_hwpoison_page(page);
1765                         return -EBUSY;
1766                 }
1767         }
1768
1769         get_online_mems();
1770
1771         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1772         put_online_mems();
1773         if (ret > 0) { /* for in-use pages */
1774                 if (PageHuge(page))
1775                         ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1776                 else
1777                         ret = __soft_offline_page(page, flags);
1778         } else if (ret == 0) { /* for free pages */
1779                 if (PageHuge(page)) {
1780                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1781                         if (!dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage))
1782                                 num_poisoned_pages_add(1 << compound_order(hpage));
1783                 } else {
1784                         if (!TestSetPageHWPoison(page))
1785                                 num_poisoned_pages_inc();
1786                 }
1787         }
1788         return ret;
1789 }