Merge branch 'pm-cpuidle'
[pandora-kernel.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  * There are several operations here with exponential complexity because
25  * of unsuitable VM data structures. For example the operation to map back 
26  * from RMAP chains to processes has to walk the complete process list and 
27  * has non linear complexity with the number. But since memory corruptions
28  * are rare we hope to get away with this. This avoids impacting the core 
29  * VM.
30  */
31
32 /*
33  * Notebook:
34  * - hugetlb needs more code
35  * - kcore/oldmem/vmcore/mem/kmem check for hwpoison pages
36  * - pass bad pages to kdump next kernel
37  */
38 #include <linux/kernel.h>
39 #include <linux/mm.h>
40 #include <linux/page-flags.h>
41 #include <linux/kernel-page-flags.h>
42 #include <linux/sched.h>
43 #include <linux/ksm.h>
44 #include <linux/rmap.h>
45 #include <linux/export.h>
46 #include <linux/pagemap.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/backing-dev.h>
49 #include <linux/migrate.h>
50 #include <linux/page-isolation.h>
51 #include <linux/suspend.h>
52 #include <linux/slab.h>
53 #include <linux/swapops.h>
54 #include <linux/hugetlb.h>
55 #include <linux/memory_hotplug.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/kfifo.h>
58 #include "internal.h"
59
60 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
61
62 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
63
64 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
65
66 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
67
68 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
69 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
70 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
71 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
72 u64 hwpoison_filter_flags_value;
73 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
74 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
75 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
78
79 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
80 {
81         struct address_space *mapping;
82         dev_t dev;
83
84         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
85             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
86                 return 0;
87
88         /*
89          * page_mapping() does not accept slab pages.
90          */
91         if (PageSlab(p))
92                 return -EINVAL;
93
94         mapping = page_mapping(p);
95         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
96                 return -EINVAL;
97
98         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
99         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
100             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
101                 return -EINVAL;
102         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
103             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
104                 return -EINVAL;
105
106         return 0;
107 }
108
109 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
110 {
111         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
112                 return 0;
113
114         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
115                                     hwpoison_filter_flags_value)
116                 return 0;
117         else
118                 return -EINVAL;
119 }
120
121 /*
122  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
123  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
124  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
125  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
126  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
127  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
128  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
129  * a freed page.
130  */
131 #ifdef  CONFIG_MEMCG_SWAP
132 u64 hwpoison_filter_memcg;
133 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
134 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
135 {
136         struct mem_cgroup *mem;
137         struct cgroup_subsys_state *css;
138         unsigned long ino;
139
140         if (!hwpoison_filter_memcg)
141                 return 0;
142
143         mem = try_get_mem_cgroup_from_page(p);
144         if (!mem)
145                 return -EINVAL;
146
147         css = mem_cgroup_css(mem);
148         ino = cgroup_ino(css->cgroup);
149         css_put(css);
150
151         if (!ino || ino != hwpoison_filter_memcg)
152                 return -EINVAL;
153
154         return 0;
155 }
156 #else
157 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
158 #endif
159
160 int hwpoison_filter(struct page *p)
161 {
162         if (!hwpoison_filter_enable)
163                 return 0;
164
165         if (hwpoison_filter_dev(p))
166                 return -EINVAL;
167
168         if (hwpoison_filter_flags(p))
169                 return -EINVAL;
170
171         if (hwpoison_filter_task(p))
172                 return -EINVAL;
173
174         return 0;
175 }
176 #else
177 int hwpoison_filter(struct page *p)
178 {
179         return 0;
180 }
181 #endif
182
183 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
184
185 /*
186  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
187  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
188  * ``action required'' if error happened in current execution context
189  */
190 static int kill_proc(struct task_struct *t, unsigned long addr, int trapno,
191                         unsigned long pfn, struct page *page, int flags)
192 {
193         struct siginfo si;
194         int ret;
195
196         printk(KERN_ERR
197                 "MCE %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
198                 pfn, t->comm, t->pid);
199         si.si_signo = SIGBUS;
200         si.si_errno = 0;
201         si.si_addr = (void *)addr;
202 #ifdef __ARCH_SI_TRAPNO
203         si.si_trapno = trapno;
204 #endif
205         si.si_addr_lsb = compound_order(compound_head(page)) + PAGE_SHIFT;
206
207         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t == current) {
208                 si.si_code = BUS_MCEERR_AR;
209                 ret = force_sig_info(SIGBUS, &si, t);
210         } else {
211                 /*
212                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
213                  * can be temporarily blocked.
214                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
215                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
216                  */
217                 si.si_code = BUS_MCEERR_AO;
218                 ret = send_sig_info(SIGBUS, &si, t);  /* synchronous? */
219         }
220         if (ret < 0)
221                 printk(KERN_INFO "MCE: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
222                        t->comm, t->pid, ret);
223         return ret;
224 }
225
226 /*
227  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
228  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
229  */
230 void shake_page(struct page *p, int access)
231 {
232         if (!PageSlab(p)) {
233                 lru_add_drain_all();
234                 if (PageLRU(p))
235                         return;
236                 drain_all_pages();
237                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
238                         return;
239         }
240
241         /*
242          * Only call shrink_slab here (which would also shrink other caches) if
243          * access is not potentially fatal.
244          */
245         if (access) {
246                 int nr;
247                 int nid = page_to_nid(p);
248                 do {
249                         struct shrink_control shrink = {
250                                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
251                         };
252                         node_set(nid, shrink.nodes_to_scan);
253
254                         nr = shrink_slab(&shrink, 1000, 1000);
255                         if (page_count(p) == 1)
256                                 break;
257                 } while (nr > 10);
258         }
259 }
260 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
261
262 /*
263  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
264  * the page.
265  *
266  * General strategy:
267  * Find all processes having the page mapped and kill them.
268  * But we keep a page reference around so that the page is not
269  * actually freed yet.
270  * Then stash the page away
271  *
272  * There's no convenient way to get back to mapped processes
273  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
274  * running processes.
275  *
276  * Remember that machine checks are not common (or rather
277  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
278  * be a performance issue.
279  *
280  * Also there are some races possible while we get from the
281  * error detection to actually handle it.
282  */
283
284 struct to_kill {
285         struct list_head nd;
286         struct task_struct *tsk;
287         unsigned long addr;
288         char addr_valid;
289 };
290
291 /*
292  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
293  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
294  */
295
296 /*
297  * Schedule a process for later kill.
298  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
299  * TBD would GFP_NOIO be enough?
300  */
301 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
302                        struct vm_area_struct *vma,
303                        struct list_head *to_kill,
304                        struct to_kill **tkc)
305 {
306         struct to_kill *tk;
307
308         if (*tkc) {
309                 tk = *tkc;
310                 *tkc = NULL;
311         } else {
312                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
313                 if (!tk) {
314                         printk(KERN_ERR
315                 "MCE: Out of memory while machine check handling\n");
316                         return;
317                 }
318         }
319         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
320         tk->addr_valid = 1;
321
322         /*
323          * In theory we don't have to kill when the page was
324          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
325          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
326          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
327          */
328         if (tk->addr == -EFAULT) {
329                 pr_info("MCE: Unable to find user space address %lx in %s\n",
330                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
331                 tk->addr_valid = 0;
332         }
333         get_task_struct(tsk);
334         tk->tsk = tsk;
335         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
336 }
337
338 /*
339  * Kill the processes that have been collected earlier.
340  *
341  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
342  * (this is used for clean pages which do not need killing)
343  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
344  * wrong earlier.
345  */
346 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, int trapno,
347                           int fail, struct page *page, unsigned long pfn,
348                           int flags)
349 {
350         struct to_kill *tk, *next;
351
352         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
353                 if (forcekill) {
354                         /*
355                          * In case something went wrong with munmapping
356                          * make sure the process doesn't catch the
357                          * signal and then access the memory. Just kill it.
358                          */
359                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
360                                 printk(KERN_ERR
361                 "MCE %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
362                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
363                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
364                         }
365
366                         /*
367                          * In theory the process could have mapped
368                          * something else on the address in-between. We could
369                          * check for that, but we need to tell the
370                          * process anyways.
371                          */
372                         else if (kill_proc(tk->tsk, tk->addr, trapno,
373                                               pfn, page, flags) < 0)
374                                 printk(KERN_ERR
375                 "MCE %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
376                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
377                 }
378                 put_task_struct(tk->tsk);
379                 kfree(tk);
380         }
381 }
382
383 static int task_early_kill(struct task_struct *tsk)
384 {
385         if (!tsk->mm)
386                 return 0;
387         if (tsk->flags & PF_MCE_PROCESS)
388                 return !!(tsk->flags & PF_MCE_EARLY);
389         return sysctl_memory_failure_early_kill;
390 }
391
392 /*
393  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
394  */
395 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
396                               struct to_kill **tkc)
397 {
398         struct vm_area_struct *vma;
399         struct task_struct *tsk;
400         struct anon_vma *av;
401         pgoff_t pgoff;
402
403         av = page_lock_anon_vma_read(page);
404         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
405                 return;
406
407         pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
408         read_lock(&tasklist_lock);
409         for_each_process (tsk) {
410                 struct anon_vma_chain *vmac;
411
412                 if (!task_early_kill(tsk))
413                         continue;
414                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
415                                                pgoff, pgoff) {
416                         vma = vmac->vma;
417                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
418                                 continue;
419                         if (vma->vm_mm == tsk->mm)
420                                 add_to_kill(tsk, page, vma, to_kill, tkc);
421                 }
422         }
423         read_unlock(&tasklist_lock);
424         page_unlock_anon_vma_read(av);
425 }
426
427 /*
428  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
429  */
430 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
431                               struct to_kill **tkc)
432 {
433         struct vm_area_struct *vma;
434         struct task_struct *tsk;
435         struct address_space *mapping = page->mapping;
436
437         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
438         read_lock(&tasklist_lock);
439         for_each_process(tsk) {
440                 pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
441
442                 if (!task_early_kill(tsk))
443                         continue;
444
445                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
446                                       pgoff) {
447                         /*
448                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
449                          * the page but the corrupted page is not necessarily
450                          * mapped it in its pte.
451                          * Assume applications who requested early kill want
452                          * to be informed of all such data corruptions.
453                          */
454                         if (vma->vm_mm == tsk->mm)
455                                 add_to_kill(tsk, page, vma, to_kill, tkc);
456                 }
457         }
458         read_unlock(&tasklist_lock);
459         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
460 }
461
462 /*
463  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
464  * This is done in two steps for locking reasons.
465  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
466  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
467  */
468 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill)
469 {
470         struct to_kill *tk;
471
472         if (!page->mapping)
473                 return;
474
475         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
476         if (!tk)
477                 return;
478         if (PageAnon(page))
479                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk);
480         else
481                 collect_procs_file(page, tokill, &tk);
482         kfree(tk);
483 }
484
485 /*
486  * Error handlers for various types of pages.
487  */
488
489 enum outcome {
490         IGNORED,        /* Error: cannot be handled */
491         FAILED,         /* Error: handling failed */
492         DELAYED,        /* Will be handled later */
493         RECOVERED,      /* Successfully recovered */
494 };
495
496 static const char *action_name[] = {
497         [IGNORED] = "Ignored",
498         [FAILED] = "Failed",
499         [DELAYED] = "Delayed",
500         [RECOVERED] = "Recovered",
501 };
502
503 /*
504  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
505  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
506  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
507  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
508  */
509 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
510 {
511         if (!isolate_lru_page(p)) {
512                 /*
513                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
514                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
515                  */
516                 ClearPageActive(p);
517                 ClearPageUnevictable(p);
518                 /*
519                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
520                  */
521                 page_cache_release(p);
522                 return 0;
523         }
524         return -EIO;
525 }
526
527 /*
528  * Error hit kernel page.
529  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
530  * could be more sophisticated.
531  */
532 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
533 {
534         return IGNORED;
535 }
536
537 /*
538  * Page in unknown state. Do nothing.
539  */
540 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
541 {
542         printk(KERN_ERR "MCE %#lx: Unknown page state\n", pfn);
543         return FAILED;
544 }
545
546 /*
547  * Clean (or cleaned) page cache page.
548  */
549 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
550 {
551         int err;
552         int ret = FAILED;
553         struct address_space *mapping;
554
555         delete_from_lru_cache(p);
556
557         /*
558          * For anonymous pages we're done the only reference left
559          * should be the one m_f() holds.
560          */
561         if (PageAnon(p))
562                 return RECOVERED;
563
564         /*
565          * Now truncate the page in the page cache. This is really
566          * more like a "temporary hole punch"
567          * Don't do this for block devices when someone else
568          * has a reference, because it could be file system metadata
569          * and that's not safe to truncate.
570          */
571         mapping = page_mapping(p);
572         if (!mapping) {
573                 /*
574                  * Page has been teared down in the meanwhile
575                  */
576                 return FAILED;
577         }
578
579         /*
580          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
581          *
582          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
583          */
584         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
585                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
586                 if (err != 0) {
587                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to punch page: %d\n",
588                                         pfn, err);
589                 } else if (page_has_private(p) &&
590                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
591                         pr_info("MCE %#lx: failed to release buffers\n", pfn);
592                 } else {
593                         ret = RECOVERED;
594                 }
595         } else {
596                 /*
597                  * If the file system doesn't support it just invalidate
598                  * This fails on dirty or anything with private pages
599                  */
600                 if (invalidate_inode_page(p))
601                         ret = RECOVERED;
602                 else
603                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to invalidate\n",
604                                 pfn);
605         }
606         return ret;
607 }
608
609 /*
610  * Dirty pagecache page
611  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
612  * propagated.
613  */
614 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
615 {
616         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
617
618         SetPageError(p);
619         /* TBD: print more information about the file. */
620         if (mapping) {
621                 /*
622                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
623                  * who check the mapping.
624                  * This way the application knows that something went
625                  * wrong with its dirty file data.
626                  *
627                  * There's one open issue:
628                  *
629                  * The EIO will be only reported on the next IO
630                  * operation and then cleared through the IO map.
631                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
632                  * first through the AS_EIO flag in the address space
633                  * and then through the PageError flag in the page.
634                  * Since we drop pages on memory failure handling the
635                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
636                  *
637                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
638                  * the first operation that returns an error, while
639                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
640                  * when the page is reread or dropped.  If an
641                  * application assumes it will always get error on
642                  * fsync, but does other operations on the fd before
643                  * and the page is dropped between then the error
644                  * will not be properly reported.
645                  *
646                  * This can already happen even without hwpoisoned
647                  * pages: first on metadata IO errors (which only
648                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
649                  * at the wrong time.
650                  *
651                  * So right now we assume that the application DTRT on
652                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
653                  * of the kernel.
654                  */
655                 mapping_set_error(mapping, EIO);
656         }
657
658         return me_pagecache_clean(p, pfn);
659 }
660
661 /*
662  * Clean and dirty swap cache.
663  *
664  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
665  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
666  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
667  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
668  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
669  * and then
670  *      - clear dirty bit to prevent IO
671  *      - remove from LRU
672  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
673  *        a later page fault, we know the application is accessing
674  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
675  *        interception code in do_swap_page to catch it).
676  *
677  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
678  * bring in the known good data from disk.
679  */
680 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
681 {
682         ClearPageDirty(p);
683         /* Trigger EIO in shmem: */
684         ClearPageUptodate(p);
685
686         if (!delete_from_lru_cache(p))
687                 return DELAYED;
688         else
689                 return FAILED;
690 }
691
692 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
693 {
694         delete_from_swap_cache(p);
695
696         if (!delete_from_lru_cache(p))
697                 return RECOVERED;
698         else
699                 return FAILED;
700 }
701
702 /*
703  * Huge pages. Needs work.
704  * Issues:
705  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
706  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
707  */
708 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
709 {
710         int res = 0;
711         struct page *hpage = compound_head(p);
712         /*
713          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
714          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
715          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
716          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
717          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
718          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
719          * We assume that this function is called with page lock held,
720          * so there is no race between isolation and mapping/unmapping.
721          */
722         if (!(page_mapping(hpage) || PageAnon(hpage))) {
723                 res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
724                 if (!res)
725                         return RECOVERED;
726         }
727         return DELAYED;
728 }
729
730 /*
731  * Various page states we can handle.
732  *
733  * A page state is defined by its current page->flags bits.
734  * The table matches them in order and calls the right handler.
735  *
736  * This is quite tricky because we can access page at any time
737  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
738  *
739  * This is not complete. More states could be added.
740  * For any missing state don't attempt recovery.
741  */
742
743 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
744 #define sc              (1UL << PG_swapcache)
745 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
746 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
747 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
748 #define lru             (1UL << PG_lru)
749 #define swapbacked      (1UL << PG_swapbacked)
750 #define head            (1UL << PG_head)
751 #define tail            (1UL << PG_tail)
752 #define compound        (1UL << PG_compound)
753 #define slab            (1UL << PG_slab)
754 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
755
756 static struct page_state {
757         unsigned long mask;
758         unsigned long res;
759         char *msg;
760         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
761 } error_states[] = {
762         { reserved,     reserved,       "reserved kernel",      me_kernel },
763         /*
764          * free pages are specially detected outside this table:
765          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
766          */
767
768         /*
769          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
770          * currently unused objects without touching them. But just
771          * treat it as standard kernel for now.
772          */
773         { slab,         slab,           "kernel slab",  me_kernel },
774
775 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
776         { head,         head,           "huge",         me_huge_page },
777         { tail,         tail,           "huge",         me_huge_page },
778 #else
779         { compound,     compound,       "huge",         me_huge_page },
780 #endif
781
782         { sc|dirty,     sc|dirty,       "dirty swapcache",      me_swapcache_dirty },
783         { sc|dirty,     sc,             "clean swapcache",      me_swapcache_clean },
784
785         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    "dirty mlocked LRU",    me_pagecache_dirty },
786         { mlock|dirty,  mlock,          "clean mlocked LRU",    me_pagecache_clean },
787
788         { unevict|dirty, unevict|dirty, "dirty unevictable LRU", me_pagecache_dirty },
789         { unevict|dirty, unevict,       "clean unevictable LRU", me_pagecache_clean },
790
791         { lru|dirty,    lru|dirty,      "dirty LRU",    me_pagecache_dirty },
792         { lru|dirty,    lru,            "clean LRU",    me_pagecache_clean },
793
794         /*
795          * Catchall entry: must be at end.
796          */
797         { 0,            0,              "unknown page state",   me_unknown },
798 };
799
800 #undef dirty
801 #undef sc
802 #undef unevict
803 #undef mlock
804 #undef writeback
805 #undef lru
806 #undef swapbacked
807 #undef head
808 #undef tail
809 #undef compound
810 #undef slab
811 #undef reserved
812
813 /*
814  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
815  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
816  */
817 static void action_result(unsigned long pfn, char *msg, int result)
818 {
819         pr_err("MCE %#lx: %s page recovery: %s\n",
820                 pfn, msg, action_name[result]);
821 }
822
823 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
824                         unsigned long pfn)
825 {
826         int result;
827         int count;
828
829         result = ps->action(p, pfn);
830         action_result(pfn, ps->msg, result);
831
832         count = page_count(p) - 1;
833         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == DELAYED)
834                 count--;
835         if (count != 0) {
836                 printk(KERN_ERR
837                        "MCE %#lx: %s page still referenced by %d users\n",
838                        pfn, ps->msg, count);
839                 result = FAILED;
840         }
841
842         /* Could do more checks here if page looks ok */
843         /*
844          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
845          */
846
847         return (result == RECOVERED || result == DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
848 }
849
850 /*
851  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
852  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
853  */
854 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
855                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
856 {
857         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
858         struct address_space *mapping;
859         LIST_HEAD(tokill);
860         int ret;
861         int kill = 1, forcekill;
862         struct page *hpage = *hpagep;
863         struct page *ppage;
864
865         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
866                 return SWAP_SUCCESS;
867
868         /*
869          * This check implies we don't kill processes if their pages
870          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
871          */
872         if (!page_mapped(hpage))
873                 return SWAP_SUCCESS;
874
875         if (PageKsm(p))
876                 return SWAP_FAIL;
877
878         if (PageSwapCache(p)) {
879                 printk(KERN_ERR
880                        "MCE %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n", pfn);
881                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
882         }
883
884         /*
885          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
886          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
887          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
888          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
889          */
890         mapping = page_mapping(hpage);
891         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
892             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
893                 if (page_mkclean(hpage)) {
894                         SetPageDirty(hpage);
895                 } else {
896                         kill = 0;
897                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
898                         printk(KERN_INFO
899         "MCE %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
900                                 pfn);
901                 }
902         }
903
904         /*
905          * ppage: poisoned page
906          *   if p is regular page(4k page)
907          *        ppage == real poisoned page;
908          *   else p is hugetlb or THP, ppage == head page.
909          */
910         ppage = hpage;
911
912         if (PageTransHuge(hpage)) {
913                 /*
914                  * Verify that this isn't a hugetlbfs head page, the check for
915                  * PageAnon is just for avoid tripping a split_huge_page
916                  * internal debug check, as split_huge_page refuses to deal with
917                  * anything that isn't an anon page. PageAnon can't go away fro
918                  * under us because we hold a refcount on the hpage, without a
919                  * refcount on the hpage. split_huge_page can't be safely called
920                  * in the first place, having a refcount on the tail isn't
921                  * enough * to be safe.
922                  */
923                 if (!PageHuge(hpage) && PageAnon(hpage)) {
924                         if (unlikely(split_huge_page(hpage))) {
925                                 /*
926                                  * FIXME: if splitting THP is failed, it is
927                                  * better to stop the following operation rather
928                                  * than causing panic by unmapping. System might
929                                  * survive if the page is freed later.
930                                  */
931                                 printk(KERN_INFO
932                                         "MCE %#lx: failed to split THP\n", pfn);
933
934                                 BUG_ON(!PageHWPoison(p));
935                                 return SWAP_FAIL;
936                         }
937                         /*
938                          * We pinned the head page for hwpoison handling,
939                          * now we split the thp and we are interested in
940                          * the hwpoisoned raw page, so move the refcount
941                          * to it. Similarly, page lock is shifted.
942                          */
943                         if (hpage != p) {
944                                 if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED)) {
945                                         put_page(hpage);
946                                         get_page(p);
947                                 }
948                                 lock_page(p);
949                                 unlock_page(hpage);
950                                 *hpagep = p;
951                         }
952                         /* THP is split, so ppage should be the real poisoned page. */
953                         ppage = p;
954                 }
955         }
956
957         /*
958          * First collect all the processes that have the page
959          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
960          * because ttu takes the rmap data structures down.
961          *
962          * Error handling: We ignore errors here because
963          * there's nothing that can be done.
964          */
965         if (kill)
966                 collect_procs(ppage, &tokill);
967
968         ret = try_to_unmap(ppage, ttu);
969         if (ret != SWAP_SUCCESS)
970                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
971                                 pfn, page_mapcount(ppage));
972
973         /*
974          * Now that the dirty bit has been propagated to the
975          * struct page and all unmaps done we can decide if
976          * killing is needed or not.  Only kill when the page
977          * was dirty or the process is not restartable,
978          * otherwise the tokill list is merely
979          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
980          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
981          * any accesses to the poisoned memory.
982          */
983         forcekill = PageDirty(ppage) || (flags & MF_MUST_KILL);
984         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno,
985                       ret != SWAP_SUCCESS, p, pfn, flags);
986
987         return ret;
988 }
989
990 static void set_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
991 {
992         int i;
993         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
994         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
995                 SetPageHWPoison(hpage + i);
996 }
997
998 static void clear_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
999 {
1000         int i;
1001         int nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1002         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1003                 ClearPageHWPoison(hpage + i);
1004 }
1005
1006 /**
1007  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1008  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1009  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1010  * @flags: fine tune action taken
1011  *
1012  * This function is called by the low level machine check code
1013  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1014  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1015  * dropping pages, killing processes etc.
1016  *
1017  * The function is primarily of use for corruptions that
1018  * happen outside the current execution context (e.g. when
1019  * detected by a background scrubber)
1020  *
1021  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1022  * enabled and no spinlocks hold.
1023  */
1024 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1025 {
1026         struct page_state *ps;
1027         struct page *p;
1028         struct page *hpage;
1029         int res;
1030         unsigned int nr_pages;
1031         unsigned long page_flags;
1032
1033         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1034                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1035
1036         if (!pfn_valid(pfn)) {
1037                 printk(KERN_ERR
1038                        "MCE %#lx: memory outside kernel control\n",
1039                        pfn);
1040                 return -ENXIO;
1041         }
1042
1043         p = pfn_to_page(pfn);
1044         hpage = compound_head(p);
1045         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1046                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: already hardware poisoned\n", pfn);
1047                 return 0;
1048         }
1049
1050         /*
1051          * Currently errors on hugetlbfs pages are measured in hugepage units,
1052          * so nr_pages should be 1 << compound_order.  OTOH when errors are on
1053          * transparent hugepages, they are supposed to be split and error
1054          * measurement is done in normal page units.  So nr_pages should be one
1055          * in this case.
1056          */
1057         if (PageHuge(p))
1058                 nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1059         else /* normal page or thp */
1060                 nr_pages = 1;
1061         atomic_long_add(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1062
1063         /*
1064          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1065          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1066          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1067          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1068          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1069          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1070          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1071          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1072          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1073          *    used and will be freed some time later.
1074          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1075          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1076          */
1077         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) &&
1078                 !get_page_unless_zero(hpage)) {
1079                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1080                         action_result(pfn, "free buddy", DELAYED);
1081                         return 0;
1082                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1083                         /*
1084                          * Check "just unpoisoned", "filter hit", and
1085                          * "race with other subpage."
1086                          */
1087                         lock_page(hpage);
1088                         if (!PageHWPoison(hpage)
1089                             || (hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1090                             || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1091                                 atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1092                                 return 0;
1093                         }
1094                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1095                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1096                         action_result(pfn, "free huge",
1097                                       res ? IGNORED : DELAYED);
1098                         unlock_page(hpage);
1099                         return res;
1100                 } else {
1101                         action_result(pfn, "high order kernel", IGNORED);
1102                         return -EBUSY;
1103                 }
1104         }
1105
1106         /*
1107          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1108          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1109          * - to avoid races with __set_page_locked()
1110          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1111          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1112          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1113          */
1114         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p)) {
1115                 if (!PageLRU(p))
1116                         shake_page(p, 0);
1117                 if (!PageLRU(p)) {
1118                         /*
1119                          * shake_page could have turned it free.
1120                          */
1121                         if (is_free_buddy_page(p)) {
1122                                 if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1123                                         action_result(pfn, "free buddy", DELAYED);
1124                                 else
1125                                         action_result(pfn, "free buddy, 2nd try", DELAYED);
1126                                 return 0;
1127                         }
1128                         action_result(pfn, "non LRU", IGNORED);
1129                         put_page(p);
1130                         return -EBUSY;
1131                 }
1132         }
1133
1134         /*
1135          * Lock the page and wait for writeback to finish.
1136          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1137          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1138          */
1139         lock_page(hpage);
1140
1141         /*
1142          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1143          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1144          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1145          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1146          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1147          */
1148         page_flags = p->flags;
1149
1150         /*
1151          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1152          */
1153         if (!PageHWPoison(p)) {
1154                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1155                 res = 0;
1156                 goto out;
1157         }
1158         if (hwpoison_filter(p)) {
1159                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1160                         atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1161                 unlock_page(hpage);
1162                 put_page(hpage);
1163                 return 0;
1164         }
1165
1166         /*
1167          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1168          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1169          */
1170         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1171                 action_result(pfn, "hugepage already hardware poisoned",
1172                                 IGNORED);
1173                 unlock_page(hpage);
1174                 put_page(hpage);
1175                 return 0;
1176         }
1177         /*
1178          * Set PG_hwpoison on all pages in an error hugepage,
1179          * because containment is done in hugepage unit for now.
1180          * Since we have done TestSetPageHWPoison() for the head page with
1181          * page lock held, we can safely set PG_hwpoison bits on tail pages.
1182          */
1183         if (PageHuge(p))
1184                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1185
1186         wait_on_page_writeback(p);
1187
1188         /*
1189          * Now take care of user space mappings.
1190          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1191          *
1192          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1193          * page after thp split.
1194          */
1195         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)
1196             != SWAP_SUCCESS) {
1197                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: cannot unmap page, give up\n", pfn);
1198                 res = -EBUSY;
1199                 goto out;
1200         }
1201
1202         /*
1203          * Torn down by someone else?
1204          */
1205         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1206                 action_result(pfn, "already truncated LRU", IGNORED);
1207                 res = -EBUSY;
1208                 goto out;
1209         }
1210
1211         res = -EBUSY;
1212         /*
1213          * The first check uses the current page flags which may not have any
1214          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1215          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1216          */
1217         for (ps = error_states;; ps++)
1218                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1219                         break;
1220
1221         page_flags |= (p->flags & (1UL << PG_dirty));
1222
1223         if (!ps->mask)
1224                 for (ps = error_states;; ps++)
1225                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1226                                 break;
1227         res = page_action(ps, p, pfn);
1228 out:
1229         unlock_page(hpage);
1230         return res;
1231 }
1232 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1233
1234 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1235 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1236
1237 struct memory_failure_entry {
1238         unsigned long pfn;
1239         int trapno;
1240         int flags;
1241 };
1242
1243 struct memory_failure_cpu {
1244         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1245                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1246         spinlock_t lock;
1247         struct work_struct work;
1248 };
1249
1250 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1251
1252 /**
1253  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1254  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1255  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1256  * @flags: Flags for memory failure handling
1257  *
1258  * This function is called by the low level hardware error handler
1259  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1260  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1261  * processes etc.
1262  *
1263  * The function is primarily of use for corruptions that
1264  * happen outside the current execution context (e.g. when
1265  * detected by a background scrubber)
1266  *
1267  * Can run in IRQ context.
1268  */
1269 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1270 {
1271         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1272         unsigned long proc_flags;
1273         struct memory_failure_entry entry = {
1274                 .pfn =          pfn,
1275                 .trapno =       trapno,
1276                 .flags =        flags,
1277         };
1278
1279         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1280         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1281         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, entry))
1282                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1283         else
1284                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at %#lx\n",
1285                        pfn);
1286         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1287         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1288 }
1289 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1290
1291 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1292 {
1293         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1294         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1295         unsigned long proc_flags;
1296         int gotten;
1297
1298         mf_cpu = &__get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1299         for (;;) {
1300                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1301                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1302                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1303                 if (!gotten)
1304                         break;
1305                 if (entry.flags & MF_SOFT_OFFLINE)
1306                         soft_offline_page(pfn_to_page(entry.pfn), entry.flags);
1307                 else
1308                         memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1309         }
1310 }
1311
1312 static int __init memory_failure_init(void)
1313 {
1314         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1315         int cpu;
1316
1317         for_each_possible_cpu(cpu) {
1318                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1319                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1320                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1321                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1322         }
1323
1324         return 0;
1325 }
1326 core_initcall(memory_failure_init);
1327
1328 /**
1329  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1330  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1331  *
1332  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1333  * memory_failure() earlier.
1334  *
1335  * This is only done on the software-level, so it only works
1336  * for linux injected failures, not real hardware failures
1337  *
1338  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1339  */
1340 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1341 {
1342         struct page *page;
1343         struct page *p;
1344         int freeit = 0;
1345         unsigned int nr_pages;
1346
1347         if (!pfn_valid(pfn))
1348                 return -ENXIO;
1349
1350         p = pfn_to_page(pfn);
1351         page = compound_head(p);
1352
1353         if (!PageHWPoison(p)) {
1354                 pr_info("MCE: Page was already unpoisoned %#lx\n", pfn);
1355                 return 0;
1356         }
1357
1358         /*
1359          * unpoison_memory() can encounter thp only when the thp is being
1360          * worked by memory_failure() and the page lock is not held yet.
1361          * In such case, we yield to memory_failure() and make unpoison fail.
1362          */
1363         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(page)) {
1364                 pr_info("MCE: Memory failure is now running on %#lx\n", pfn);
1365                         return 0;
1366         }
1367
1368         nr_pages = 1 << compound_order(page);
1369
1370         if (!get_page_unless_zero(page)) {
1371                 /*
1372                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1373                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1374                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1375                  * to the end.
1376                  */
1377                 if (PageHuge(page)) {
1378                         pr_info("MCE: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n", pfn);
1379                         return 0;
1380                 }
1381                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1382                         atomic_long_dec(&num_poisoned_pages);
1383                 pr_info("MCE: Software-unpoisoned free page %#lx\n", pfn);
1384                 return 0;
1385         }
1386
1387         lock_page(page);
1388         /*
1389          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1390          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1391          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1392          * the free buddy page pool.
1393          */
1394         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1395                 pr_info("MCE: Software-unpoisoned page %#lx\n", pfn);
1396                 atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1397                 freeit = 1;
1398                 if (PageHuge(page))
1399                         clear_page_hwpoison_huge_page(page);
1400         }
1401         unlock_page(page);
1402
1403         put_page(page);
1404         if (freeit && !(pfn == my_zero_pfn(0) && page_count(p) == 1))
1405                 put_page(page);
1406
1407         return 0;
1408 }
1409 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1410
1411 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1412 {
1413         int nid = page_to_nid(p);
1414         if (PageHuge(p))
1415                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1416                                                    nid);
1417         else
1418                 return alloc_pages_exact_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1419 }
1420
1421 /*
1422  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1423  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1424  * that is not free, and 1 for any other page type.
1425  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1426  */
1427 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1428 {
1429         int ret;
1430
1431         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1432                 return 1;
1433
1434         /*
1435          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1436          * from free hugepage list.
1437          */
1438         if (!get_page_unless_zero(compound_head(p))) {
1439                 if (PageHuge(p)) {
1440                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1441                         ret = 0;
1442                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1443                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1444                         ret = 0;
1445                 } else {
1446                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1447                                 __func__, pfn, p->flags);
1448                         ret = -EIO;
1449                 }
1450         } else {
1451                 /* Not a free page */
1452                 ret = 1;
1453         }
1454         return ret;
1455 }
1456
1457 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1458 {
1459         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1460
1461         if (ret == 1 && !PageHuge(page) && !PageLRU(page)) {
1462                 /*
1463                  * Try to free it.
1464                  */
1465                 put_page(page);
1466                 shake_page(page, 1);
1467
1468                 /*
1469                  * Did it turn free?
1470                  */
1471                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1472                 if (!PageLRU(page)) {
1473                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1474                                 pfn, page->flags);
1475                         return -EIO;
1476                 }
1477         }
1478         return ret;
1479 }
1480
1481 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1482 {
1483         int ret;
1484         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1485         struct page *hpage = compound_head(page);
1486         LIST_HEAD(pagelist);
1487
1488         /*
1489          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1490          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1491          */
1492         lock_page(hpage);
1493         if (PageHWPoison(hpage)) {
1494                 unlock_page(hpage);
1495                 put_page(hpage);
1496                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1497                 return -EBUSY;
1498         }
1499         unlock_page(hpage);
1500
1501         /* Keep page count to indicate a given hugepage is isolated. */
1502         list_move(&hpage->lru, &pagelist);
1503         ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1504                                 MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1505         if (ret) {
1506                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1507                         pfn, ret, page->flags);
1508                 /*
1509                  * We know that soft_offline_huge_page() tries to migrate
1510                  * only one hugepage pointed to by hpage, so we need not
1511                  * run through the pagelist here.
1512                  */
1513                 putback_active_hugepage(hpage);
1514                 if (ret > 0)
1515                         ret = -EIO;
1516         } else {
1517                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1518                 if (PageHuge(page)) {
1519                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1520                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1521                         atomic_long_add(1 << compound_order(hpage),
1522                                         &num_poisoned_pages);
1523                 } else {
1524                         SetPageHWPoison(page);
1525                         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1526                 }
1527         }
1528         return ret;
1529 }
1530
1531 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1532 {
1533         int ret;
1534         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1535
1536         /*
1537          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1538          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1539          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1540          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1541          */
1542         lock_page(page);
1543         wait_on_page_writeback(page);
1544         if (PageHWPoison(page)) {
1545                 unlock_page(page);
1546                 put_page(page);
1547                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1548                 return -EBUSY;
1549         }
1550         /*
1551          * Try to invalidate first. This should work for
1552          * non dirty unmapped page cache pages.
1553          */
1554         ret = invalidate_inode_page(page);
1555         unlock_page(page);
1556         /*
1557          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1558          * would need to fix isolation locking first.
1559          */
1560         if (ret == 1) {
1561                 put_page(page);
1562                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1563                 SetPageHWPoison(page);
1564                 atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1565                 return 0;
1566         }
1567
1568         /*
1569          * Simple invalidation didn't work.
1570          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1571          * handles a large number of cases for us.
1572          */
1573         ret = isolate_lru_page(page);
1574         /*
1575          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1576          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1577          */
1578         put_page(page);
1579         if (!ret) {
1580                 LIST_HEAD(pagelist);
1581                 inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1582                                         page_is_file_cache(page));
1583                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1584                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1585                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1586                 if (ret) {
1587                         if (!list_empty(&pagelist)) {
1588                                 list_del(&page->lru);
1589                                 dec_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1590                                                 page_is_file_cache(page));
1591                                 putback_lru_page(page);
1592                         }
1593
1594                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1595                                 pfn, ret, page->flags);
1596                         if (ret > 0)
1597                                 ret = -EIO;
1598                 } else {
1599                         /*
1600                          * After page migration succeeds, the source page can
1601                          * be trapped in pagevec and actual freeing is delayed.
1602                          * Freeing code works differently based on PG_hwpoison,
1603                          * so there's a race. We need to make sure that the
1604                          * source page should be freed back to buddy before
1605                          * setting PG_hwpoison.
1606                          */
1607                         if (!is_free_buddy_page(page))
1608                                 lru_add_drain_all();
1609                         if (!is_free_buddy_page(page))
1610                                 drain_all_pages();
1611                         SetPageHWPoison(page);
1612                         if (!is_free_buddy_page(page))
1613                                 pr_info("soft offline: %#lx: page leaked\n",
1614                                         pfn);
1615                         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1616                 }
1617         } else {
1618                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1619                         pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1620         }
1621         return ret;
1622 }
1623
1624 /**
1625  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1626  * @page: page to offline
1627  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1628  *
1629  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1630  *
1631  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1632  * without killing anything. This is for the case when
1633  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1634  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1635  * out.
1636  *
1637  * The actual policy on when to do that is maintained by
1638  * user space.
1639  *
1640  * This should never impact any application or cause data loss,
1641  * however it might take some time.
1642  *
1643  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1644  * ``good enough'' for the majority of memory.
1645  */
1646 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1647 {
1648         int ret;
1649         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1650         struct page *hpage = compound_head(page);
1651
1652         if (PageHWPoison(page)) {
1653                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1654                 return -EBUSY;
1655         }
1656         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1657                 if (PageAnon(hpage) && unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1658                         pr_info("soft offline: %#lx: failed to split THP\n",
1659                                 pfn);
1660                         return -EBUSY;
1661                 }
1662         }
1663
1664         /*
1665          * The lock_memory_hotplug prevents a race with memory hotplug.
1666          * This is a big hammer, a better would be nicer.
1667          */
1668         lock_memory_hotplug();
1669
1670         /*
1671          * Isolate the page, so that it doesn't get reallocated if it
1672          * was free. This flag should be kept set until the source page
1673          * is freed and PG_hwpoison on it is set.
1674          */
1675         if (get_pageblock_migratetype(page) != MIGRATE_ISOLATE)
1676                 set_migratetype_isolate(page, true);
1677
1678         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1679         unlock_memory_hotplug();
1680         if (ret > 0) { /* for in-use pages */
1681                 if (PageHuge(page))
1682                         ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1683                 else
1684                         ret = __soft_offline_page(page, flags);
1685         } else if (ret == 0) { /* for free pages */
1686                 if (PageHuge(page)) {
1687                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1688                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1689                         atomic_long_add(1 << compound_order(hpage),
1690                                         &num_poisoned_pages);
1691                 } else {
1692                         SetPageHWPoison(page);
1693                         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1694                 }
1695         }
1696         unset_migratetype_isolate(page, MIGRATE_MOVABLE);
1697         return ret;
1698 }