s3c-fb: protect window-specific registers during updates
[linux-2.6.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 2bit ECC memory or cache
11  * failure.
12  *
13  * Handles page cache pages in various states.  The tricky part
14  * here is that we can access any page asynchronous to other VM
15  * users, because memory failures could happen anytime and anywhere,
16  * possibly violating some of their assumptions. This is why this code
17  * has to be extremely careful. Generally it tries to use normal locking
18  * rules, as in get the standard locks, even if that means the
19  * error handling takes potentially a long time.
20  *
21  * The operation to map back from RMAP chains to processes has to walk
22  * the complete process list and has non linear complexity with the number
23  * mappings. In short it can be quite slow. But since memory corruptions
24  * are rare we hope to get away with this.
25  */
26
27 /*
28  * Notebook:
29  * - hugetlb needs more code
30  * - kcore/oldmem/vmcore/mem/kmem check for hwpoison pages
31  * - pass bad pages to kdump next kernel
32  */
33 #define DEBUG 1         /* remove me in 2.6.34 */
34 #include <linux/kernel.h>
35 #include <linux/mm.h>
36 #include <linux/page-flags.h>
37 #include <linux/kernel-page-flags.h>
38 #include <linux/sched.h>
39 #include <linux/ksm.h>
40 #include <linux/rmap.h>
41 #include <linux/pagemap.h>
42 #include <linux/swap.h>
43 #include <linux/backing-dev.h>
44 #include <linux/migrate.h>
45 #include <linux/page-isolation.h>
46 #include <linux/suspend.h>
47 #include <linux/slab.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include "internal.h"
50
51 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
52
53 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
54
55 atomic_long_t mce_bad_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
56
57 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
58
59 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
60 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
61 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
62 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
63 u64 hwpoison_filter_flags_value;
64 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
65 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
66 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
67 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
68 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
69
70 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
71 {
72         struct address_space *mapping;
73         dev_t dev;
74
75         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
76             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
77                 return 0;
78
79         /*
80          * page_mapping() does not accept slab page
81          */
82         if (PageSlab(p))
83                 return -EINVAL;
84
85         mapping = page_mapping(p);
86         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
87                 return -EINVAL;
88
89         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
90         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
91             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
92                 return -EINVAL;
93         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
94             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
95                 return -EINVAL;
96
97         return 0;
98 }
99
100 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
101 {
102         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
103                 return 0;
104
105         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
106                                     hwpoison_filter_flags_value)
107                 return 0;
108         else
109                 return -EINVAL;
110 }
111
112 /*
113  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
114  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
115  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
116  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
117  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
118  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
119  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
120  * a freed page.
121  */
122 #ifdef  CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
123 u64 hwpoison_filter_memcg;
124 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
125 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
126 {
127         struct mem_cgroup *mem;
128         struct cgroup_subsys_state *css;
129         unsigned long ino;
130
131         if (!hwpoison_filter_memcg)
132                 return 0;
133
134         mem = try_get_mem_cgroup_from_page(p);
135         if (!mem)
136                 return -EINVAL;
137
138         css = mem_cgroup_css(mem);
139         /* root_mem_cgroup has NULL dentries */
140         if (!css->cgroup->dentry)
141                 return -EINVAL;
142
143         ino = css->cgroup->dentry->d_inode->i_ino;
144         css_put(css);
145
146         if (ino != hwpoison_filter_memcg)
147                 return -EINVAL;
148
149         return 0;
150 }
151 #else
152 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
153 #endif
154
155 int hwpoison_filter(struct page *p)
156 {
157         if (!hwpoison_filter_enable)
158                 return 0;
159
160         if (hwpoison_filter_dev(p))
161                 return -EINVAL;
162
163         if (hwpoison_filter_flags(p))
164                 return -EINVAL;
165
166         if (hwpoison_filter_task(p))
167                 return -EINVAL;
168
169         return 0;
170 }
171 #else
172 int hwpoison_filter(struct page *p)
173 {
174         return 0;
175 }
176 #endif
177
178 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
179
180 /*
181  * Send all the processes who have the page mapped an ``action optional''
182  * signal.
183  */
184 static int kill_proc_ao(struct task_struct *t, unsigned long addr, int trapno,
185                         unsigned long pfn)
186 {
187         struct siginfo si;
188         int ret;
189
190         printk(KERN_ERR
191                 "MCE %#lx: Killing %s:%d early due to hardware memory corruption\n",
192                 pfn, t->comm, t->pid);
193         si.si_signo = SIGBUS;
194         si.si_errno = 0;
195         si.si_code = BUS_MCEERR_AO;
196         si.si_addr = (void *)addr;
197 #ifdef __ARCH_SI_TRAPNO
198         si.si_trapno = trapno;
199 #endif
200         si.si_addr_lsb = PAGE_SHIFT;
201         /*
202          * Don't use force here, it's convenient if the signal
203          * can be temporarily blocked.
204          * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
205          * to SIG_IGN, but hopefully noone will do that?
206          */
207         ret = send_sig_info(SIGBUS, &si, t);  /* synchronous? */
208         if (ret < 0)
209                 printk(KERN_INFO "MCE: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
210                        t->comm, t->pid, ret);
211         return ret;
212 }
213
214 /*
215  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
216  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
217  */
218 void shake_page(struct page *p, int access)
219 {
220         if (!PageSlab(p)) {
221                 lru_add_drain_all();
222                 if (PageLRU(p))
223                         return;
224                 drain_all_pages();
225                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
226                         return;
227         }
228
229         /*
230          * Only all shrink_slab here (which would also
231          * shrink other caches) if access is not potentially fatal.
232          */
233         if (access) {
234                 int nr;
235                 do {
236                         nr = shrink_slab(1000, GFP_KERNEL, 1000);
237                         if (page_count(p) == 0)
238                                 break;
239                 } while (nr > 10);
240         }
241 }
242 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
243
244 /*
245  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
246  * the page.
247  *
248  * General strategy:
249  * Find all processes having the page mapped and kill them.
250  * But we keep a page reference around so that the page is not
251  * actually freed yet.
252  * Then stash the page away
253  *
254  * There's no convenient way to get back to mapped processes
255  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
256  * running processes.
257  *
258  * Remember that machine checks are not common (or rather
259  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
260  * be a performance issue.
261  *
262  * Also there are some races possible while we get from the
263  * error detection to actually handle it.
264  */
265
266 struct to_kill {
267         struct list_head nd;
268         struct task_struct *tsk;
269         unsigned long addr;
270         unsigned addr_valid:1;
271 };
272
273 /*
274  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
275  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
276  */
277
278 /*
279  * Schedule a process for later kill.
280  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
281  * TBD would GFP_NOIO be enough?
282  */
283 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
284                        struct vm_area_struct *vma,
285                        struct list_head *to_kill,
286                        struct to_kill **tkc)
287 {
288         struct to_kill *tk;
289
290         if (*tkc) {
291                 tk = *tkc;
292                 *tkc = NULL;
293         } else {
294                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
295                 if (!tk) {
296                         printk(KERN_ERR
297                 "MCE: Out of memory while machine check handling\n");
298                         return;
299                 }
300         }
301         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
302         tk->addr_valid = 1;
303
304         /*
305          * In theory we don't have to kill when the page was
306          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
307          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
308          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
309          */
310         if (tk->addr == -EFAULT) {
311                 pr_debug("MCE: Unable to find user space address %lx in %s\n",
312                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
313                 tk->addr_valid = 0;
314         }
315         get_task_struct(tsk);
316         tk->tsk = tsk;
317         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
318 }
319
320 /*
321  * Kill the processes that have been collected earlier.
322  *
323  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
324  * (this is used for clean pages which do not need killing)
325  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
326  * wrong earlier.
327  */
328 static void kill_procs_ao(struct list_head *to_kill, int doit, int trapno,
329                           int fail, unsigned long pfn)
330 {
331         struct to_kill *tk, *next;
332
333         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
334                 if (doit) {
335                         /*
336                          * In case something went wrong with munmapping
337                          * make sure the process doesn't catch the
338                          * signal and then access the memory. Just kill it.
339                          */
340                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
341                                 printk(KERN_ERR
342                 "MCE %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
343                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
344                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
345                         }
346
347                         /*
348                          * In theory the process could have mapped
349                          * something else on the address in-between. We could
350                          * check for that, but we need to tell the
351                          * process anyways.
352                          */
353                         else if (kill_proc_ao(tk->tsk, tk->addr, trapno,
354                                               pfn) < 0)
355                                 printk(KERN_ERR
356                 "MCE %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
357                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
358                 }
359                 put_task_struct(tk->tsk);
360                 kfree(tk);
361         }
362 }
363
364 static int task_early_kill(struct task_struct *tsk)
365 {
366         if (!tsk->mm)
367                 return 0;
368         if (tsk->flags & PF_MCE_PROCESS)
369                 return !!(tsk->flags & PF_MCE_EARLY);
370         return sysctl_memory_failure_early_kill;
371 }
372
373 /*
374  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
375  */
376 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
377                               struct to_kill **tkc)
378 {
379         struct vm_area_struct *vma;
380         struct task_struct *tsk;
381         struct anon_vma *av;
382
383         read_lock(&tasklist_lock);
384         av = page_lock_anon_vma(page);
385         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
386                 goto out;
387         for_each_process (tsk) {
388                 struct anon_vma_chain *vmac;
389
390                 if (!task_early_kill(tsk))
391                         continue;
392                 list_for_each_entry(vmac, &av->head, same_anon_vma) {
393                         vma = vmac->vma;
394                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
395                                 continue;
396                         if (vma->vm_mm == tsk->mm)
397                                 add_to_kill(tsk, page, vma, to_kill, tkc);
398                 }
399         }
400         page_unlock_anon_vma(av);
401 out:
402         read_unlock(&tasklist_lock);
403 }
404
405 /*
406  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
407  */
408 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
409                               struct to_kill **tkc)
410 {
411         struct vm_area_struct *vma;
412         struct task_struct *tsk;
413         struct prio_tree_iter iter;
414         struct address_space *mapping = page->mapping;
415
416         /*
417          * A note on the locking order between the two locks.
418          * We don't rely on this particular order.
419          * If you have some other code that needs a different order
420          * feel free to switch them around. Or add a reverse link
421          * from mm_struct to task_struct, then this could be all
422          * done without taking tasklist_lock and looping over all tasks.
423          */
424
425         read_lock(&tasklist_lock);
426         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
427         for_each_process(tsk) {
428                 pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
429
430                 if (!task_early_kill(tsk))
431                         continue;
432
433                 vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff,
434                                       pgoff) {
435                         /*
436                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
437                          * the page but the corrupted page is not necessarily
438                          * mapped it in its pte.
439                          * Assume applications who requested early kill want
440                          * to be informed of all such data corruptions.
441                          */
442                         if (vma->vm_mm == tsk->mm)
443                                 add_to_kill(tsk, page, vma, to_kill, tkc);
444                 }
445         }
446         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
447         read_unlock(&tasklist_lock);
448 }
449
450 /*
451  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
452  * This is done in two steps for locking reasons.
453  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
454  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
455  */
456 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill)
457 {
458         struct to_kill *tk;
459
460         if (!page->mapping)
461                 return;
462
463         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
464         if (!tk)
465                 return;
466         if (PageAnon(page))
467                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk);
468         else
469                 collect_procs_file(page, tokill, &tk);
470         kfree(tk);
471 }
472
473 /*
474  * Error handlers for various types of pages.
475  */
476
477 enum outcome {
478         IGNORED,        /* Error: cannot be handled */
479         FAILED,         /* Error: handling failed */
480         DELAYED,        /* Will be handled later */
481         RECOVERED,      /* Successfully recovered */
482 };
483
484 static const char *action_name[] = {
485         [IGNORED] = "Ignored",
486         [FAILED] = "Failed",
487         [DELAYED] = "Delayed",
488         [RECOVERED] = "Recovered",
489 };
490
491 /*
492  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
493  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
494  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
495  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
496  */
497 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
498 {
499         if (!isolate_lru_page(p)) {
500                 /*
501                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
502                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
503                  */
504                 ClearPageActive(p);
505                 ClearPageUnevictable(p);
506                 /*
507                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
508                  */
509                 page_cache_release(p);
510                 return 0;
511         }
512         return -EIO;
513 }
514
515 /*
516  * Error hit kernel page.
517  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
518  * could be more sophisticated.
519  */
520 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
521 {
522         return IGNORED;
523 }
524
525 /*
526  * Page in unknown state. Do nothing.
527  */
528 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
529 {
530         printk(KERN_ERR "MCE %#lx: Unknown page state\n", pfn);
531         return FAILED;
532 }
533
534 /*
535  * Clean (or cleaned) page cache page.
536  */
537 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
538 {
539         int err;
540         int ret = FAILED;
541         struct address_space *mapping;
542
543         delete_from_lru_cache(p);
544
545         /*
546          * For anonymous pages we're done the only reference left
547          * should be the one m_f() holds.
548          */
549         if (PageAnon(p))
550                 return RECOVERED;
551
552         /*
553          * Now truncate the page in the page cache. This is really
554          * more like a "temporary hole punch"
555          * Don't do this for block devices when someone else
556          * has a reference, because it could be file system metadata
557          * and that's not safe to truncate.
558          */
559         mapping = page_mapping(p);
560         if (!mapping) {
561                 /*
562                  * Page has been teared down in the meanwhile
563                  */
564                 return FAILED;
565         }
566
567         /*
568          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
569          *
570          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
571          */
572         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
573                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
574                 if (err != 0) {
575                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to punch page: %d\n",
576                                         pfn, err);
577                 } else if (page_has_private(p) &&
578                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
579                         pr_debug("MCE %#lx: failed to release buffers\n", pfn);
580                 } else {
581                         ret = RECOVERED;
582                 }
583         } else {
584                 /*
585                  * If the file system doesn't support it just invalidate
586                  * This fails on dirty or anything with private pages
587                  */
588                 if (invalidate_inode_page(p))
589                         ret = RECOVERED;
590                 else
591                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to invalidate\n",
592                                 pfn);
593         }
594         return ret;
595 }
596
597 /*
598  * Dirty cache page page
599  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
600  * propagated.
601  */
602 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
603 {
604         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
605
606         SetPageError(p);
607         /* TBD: print more information about the file. */
608         if (mapping) {
609                 /*
610                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
611                  * who check the mapping.
612                  * This way the application knows that something went
613                  * wrong with its dirty file data.
614                  *
615                  * There's one open issue:
616                  *
617                  * The EIO will be only reported on the next IO
618                  * operation and then cleared through the IO map.
619                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
620                  * first through the AS_EIO flag in the address space
621                  * and then through the PageError flag in the page.
622                  * Since we drop pages on memory failure handling the
623                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
624                  *
625                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
626                  * the first operation that returns an error, while
627                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
628                  * when the page is reread or dropped.  If an
629                  * application assumes it will always get error on
630                  * fsync, but does other operations on the fd before
631                  * and the page is dropped inbetween then the error
632                  * will not be properly reported.
633                  *
634                  * This can already happen even without hwpoisoned
635                  * pages: first on metadata IO errors (which only
636                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
637                  * at the wrong time.
638                  *
639                  * So right now we assume that the application DTRT on
640                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
641                  * of the kernel.
642                  */
643                 mapping_set_error(mapping, EIO);
644         }
645
646         return me_pagecache_clean(p, pfn);
647 }
648
649 /*
650  * Clean and dirty swap cache.
651  *
652  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
653  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
654  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
655  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
656  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
657  * and then
658  *      - clear dirty bit to prevent IO
659  *      - remove from LRU
660  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
661  *        a later page fault, we know the application is accessing
662  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
663  *        interception code in do_swap_page to catch it).
664  *
665  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
666  * bring in the known good data from disk.
667  */
668 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
669 {
670         ClearPageDirty(p);
671         /* Trigger EIO in shmem: */
672         ClearPageUptodate(p);
673
674         if (!delete_from_lru_cache(p))
675                 return DELAYED;
676         else
677                 return FAILED;
678 }
679
680 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
681 {
682         delete_from_swap_cache(p);
683
684         if (!delete_from_lru_cache(p))
685                 return RECOVERED;
686         else
687                 return FAILED;
688 }
689
690 /*
691  * Huge pages. Needs work.
692  * Issues:
693  * No rmap support so we cannot find the original mapper. In theory could walk
694  * all MMs and look for the mappings, but that would be non atomic and racy.
695  * Need rmap for hugepages for this. Alternatively we could employ a heuristic,
696  * like just walking the current process and hoping it has it mapped (that
697  * should be usually true for the common "shared database cache" case)
698  * Should handle free huge pages and dequeue them too, but this needs to
699  * handle huge page accounting correctly.
700  */
701 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
702 {
703         return FAILED;
704 }
705
706 /*
707  * Various page states we can handle.
708  *
709  * A page state is defined by its current page->flags bits.
710  * The table matches them in order and calls the right handler.
711  *
712  * This is quite tricky because we can access page at any time
713  * in its live cycle, so all accesses have to be extremly careful.
714  *
715  * This is not complete. More states could be added.
716  * For any missing state don't attempt recovery.
717  */
718
719 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
720 #define sc              (1UL << PG_swapcache)
721 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
722 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
723 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
724 #define lru             (1UL << PG_lru)
725 #define swapbacked      (1UL << PG_swapbacked)
726 #define head            (1UL << PG_head)
727 #define tail            (1UL << PG_tail)
728 #define compound        (1UL << PG_compound)
729 #define slab            (1UL << PG_slab)
730 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
731
732 static struct page_state {
733         unsigned long mask;
734         unsigned long res;
735         char *msg;
736         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
737 } error_states[] = {
738         { reserved,     reserved,       "reserved kernel",      me_kernel },
739         /*
740          * free pages are specially detected outside this table:
741          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
742          */
743
744         /*
745          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
746          * currently unused objects without touching them. But just
747          * treat it as standard kernel for now.
748          */
749         { slab,         slab,           "kernel slab",  me_kernel },
750
751 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
752         { head,         head,           "huge",         me_huge_page },
753         { tail,         tail,           "huge",         me_huge_page },
754 #else
755         { compound,     compound,       "huge",         me_huge_page },
756 #endif
757
758         { sc|dirty,     sc|dirty,       "swapcache",    me_swapcache_dirty },
759         { sc|dirty,     sc,             "swapcache",    me_swapcache_clean },
760
761         { unevict|dirty, unevict|dirty, "unevictable LRU", me_pagecache_dirty},
762         { unevict,      unevict,        "unevictable LRU", me_pagecache_clean},
763
764         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    "mlocked LRU",  me_pagecache_dirty },
765         { mlock,        mlock,          "mlocked LRU",  me_pagecache_clean },
766
767         { lru|dirty,    lru|dirty,      "LRU",          me_pagecache_dirty },
768         { lru|dirty,    lru,            "clean LRU",    me_pagecache_clean },
769
770         /*
771          * Catchall entry: must be at end.
772          */
773         { 0,            0,              "unknown page state",   me_unknown },
774 };
775
776 #undef dirty
777 #undef sc
778 #undef unevict
779 #undef mlock
780 #undef writeback
781 #undef lru
782 #undef swapbacked
783 #undef head
784 #undef tail
785 #undef compound
786 #undef slab
787 #undef reserved
788
789 static void action_result(unsigned long pfn, char *msg, int result)
790 {
791         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
792
793         printk(KERN_ERR "MCE %#lx: %s%s page recovery: %s\n",
794                 pfn,
795                 PageDirty(page) ? "dirty " : "",
796                 msg, action_name[result]);
797 }
798
799 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
800                         unsigned long pfn)
801 {
802         int result;
803         int count;
804
805         result = ps->action(p, pfn);
806         action_result(pfn, ps->msg, result);
807
808         count = page_count(p) - 1;
809         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == DELAYED)
810                 count--;
811         if (count != 0) {
812                 printk(KERN_ERR
813                        "MCE %#lx: %s page still referenced by %d users\n",
814                        pfn, ps->msg, count);
815                 result = FAILED;
816         }
817
818         /* Could do more checks here if page looks ok */
819         /*
820          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
821          */
822
823         return (result == RECOVERED || result == DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
824 }
825
826 #define N_UNMAP_TRIES 5
827
828 /*
829  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
830  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
831  */
832 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
833                                   int trapno)
834 {
835         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
836         struct address_space *mapping;
837         LIST_HEAD(tokill);
838         int ret;
839         int i;
840         int kill = 1;
841
842         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
843                 return SWAP_SUCCESS;
844
845         /*
846          * This check implies we don't kill processes if their pages
847          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
848          */
849         if (!page_mapped(p))
850                 return SWAP_SUCCESS;
851
852         if (PageCompound(p) || PageKsm(p))
853                 return SWAP_FAIL;
854
855         if (PageSwapCache(p)) {
856                 printk(KERN_ERR
857                        "MCE %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n", pfn);
858                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
859         }
860
861         /*
862          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
863          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
864          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
865          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
866          */
867         mapping = page_mapping(p);
868         if (!PageDirty(p) && mapping && mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
869                 if (page_mkclean(p)) {
870                         SetPageDirty(p);
871                 } else {
872                         kill = 0;
873                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
874                         printk(KERN_INFO
875         "MCE %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
876                                 pfn);
877                 }
878         }
879
880         /*
881          * First collect all the processes that have the page
882          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
883          * because ttu takes the rmap data structures down.
884          *
885          * Error handling: We ignore errors here because
886          * there's nothing that can be done.
887          */
888         if (kill)
889                 collect_procs(p, &tokill);
890
891         /*
892          * try_to_unmap can fail temporarily due to races.
893          * Try a few times (RED-PEN better strategy?)
894          */
895         for (i = 0; i < N_UNMAP_TRIES; i++) {
896                 ret = try_to_unmap(p, ttu);
897                 if (ret == SWAP_SUCCESS)
898                         break;
899                 pr_debug("MCE %#lx: try_to_unmap retry needed %d\n", pfn,  ret);
900         }
901
902         if (ret != SWAP_SUCCESS)
903                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
904                                 pfn, page_mapcount(p));
905
906         /*
907          * Now that the dirty bit has been propagated to the
908          * struct page and all unmaps done we can decide if
909          * killing is needed or not.  Only kill when the page
910          * was dirty, otherwise the tokill list is merely
911          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
912          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
913          * any accesses to the poisoned memory.
914          */
915         kill_procs_ao(&tokill, !!PageDirty(p), trapno,
916                       ret != SWAP_SUCCESS, pfn);
917
918         return ret;
919 }
920
921 int __memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
922 {
923         struct page_state *ps;
924         struct page *p;
925         int res;
926
927         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
928                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
929
930         if (!pfn_valid(pfn)) {
931                 printk(KERN_ERR
932                        "MCE %#lx: memory outside kernel control\n",
933                        pfn);
934                 return -ENXIO;
935         }
936
937         p = pfn_to_page(pfn);
938         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
939                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: already hardware poisoned\n", pfn);
940                 return 0;
941         }
942
943         atomic_long_add(1, &mce_bad_pages);
944
945         /*
946          * We need/can do nothing about count=0 pages.
947          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
948          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
949          * 2) it's part of a non-compound high order page.
950          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
951          *    R/W the page; let's pray that the page has been
952          *    used and will be freed some time later.
953          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
954          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
955          */
956         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) &&
957                 !get_page_unless_zero(compound_head(p))) {
958                 if (is_free_buddy_page(p)) {
959                         action_result(pfn, "free buddy", DELAYED);
960                         return 0;
961                 } else {
962                         action_result(pfn, "high order kernel", IGNORED);
963                         return -EBUSY;
964                 }
965         }
966
967         /*
968          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
969          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
970          * - to avoid races with __set_page_locked()
971          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
972          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
973          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
974          */
975         if (!PageLRU(p))
976                 shake_page(p, 0);
977         if (!PageLRU(p)) {
978                 /*
979                  * shake_page could have turned it free.
980                  */
981                 if (is_free_buddy_page(p)) {
982                         action_result(pfn, "free buddy, 2nd try", DELAYED);
983                         return 0;
984                 }
985                 action_result(pfn, "non LRU", IGNORED);
986                 put_page(p);
987                 return -EBUSY;
988         }
989
990         /*
991          * Lock the page and wait for writeback to finish.
992          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
993          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
994          */
995         lock_page_nosync(p);
996
997         /*
998          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
999          */
1000         if (!PageHWPoison(p)) {
1001                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1002                 res = 0;
1003                 goto out;
1004         }
1005         if (hwpoison_filter(p)) {
1006                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1007                         atomic_long_dec(&mce_bad_pages);
1008                 unlock_page(p);
1009                 put_page(p);
1010                 return 0;
1011         }
1012
1013         wait_on_page_writeback(p);
1014
1015         /*
1016          * Now take care of user space mappings.
1017          * Abort on fail: __remove_from_page_cache() assumes unmapped page.
1018          */
1019         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno) != SWAP_SUCCESS) {
1020                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: cannot unmap page, give up\n", pfn);
1021                 res = -EBUSY;
1022                 goto out;
1023         }
1024
1025         /*
1026          * Torn down by someone else?
1027          */
1028         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1029                 action_result(pfn, "already truncated LRU", IGNORED);
1030                 res = -EBUSY;
1031                 goto out;
1032         }
1033
1034         res = -EBUSY;
1035         for (ps = error_states;; ps++) {
1036                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res) {
1037                         res = page_action(ps, p, pfn);
1038                         break;
1039                 }
1040         }
1041 out:
1042         unlock_page(p);
1043         return res;
1044 }
1045 EXPORT_SYMBOL_GPL(__memory_failure);
1046
1047 /**
1048  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1049  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1050  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1051  *
1052  * This function is called by the low level machine check code
1053  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1054  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1055  * dropping pages, killing processes etc.
1056  *
1057  * The function is primarily of use for corruptions that
1058  * happen outside the current execution context (e.g. when
1059  * detected by a background scrubber)
1060  *
1061  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1062  * enabled and no spinlocks hold.
1063  */
1064 void memory_failure(unsigned long pfn, int trapno)
1065 {
1066         __memory_failure(pfn, trapno, 0);
1067 }
1068
1069 /**
1070  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1071  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1072  *
1073  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1074  * memory_failure() earlier.
1075  *
1076  * This is only done on the software-level, so it only works
1077  * for linux injected failures, not real hardware failures
1078  *
1079  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1080  */
1081 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1082 {
1083         struct page *page;
1084         struct page *p;
1085         int freeit = 0;
1086
1087         if (!pfn_valid(pfn))
1088                 return -ENXIO;
1089
1090         p = pfn_to_page(pfn);
1091         page = compound_head(p);
1092
1093         if (!PageHWPoison(p)) {
1094                 pr_debug("MCE: Page was already unpoisoned %#lx\n", pfn);
1095                 return 0;
1096         }
1097
1098         if (!get_page_unless_zero(page)) {
1099                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1100                         atomic_long_dec(&mce_bad_pages);
1101                 pr_debug("MCE: Software-unpoisoned free page %#lx\n", pfn);
1102                 return 0;
1103         }
1104
1105         lock_page_nosync(page);
1106         /*
1107          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1108          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1109          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1110          * the free buddy page pool.
1111          */
1112         if (TestClearPageHWPoison(p)) {
1113                 pr_debug("MCE: Software-unpoisoned page %#lx\n", pfn);
1114                 atomic_long_dec(&mce_bad_pages);
1115                 freeit = 1;
1116         }
1117         unlock_page(page);
1118
1119         put_page(page);
1120         if (freeit)
1121                 put_page(page);
1122
1123         return 0;
1124 }
1125 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1126
1127 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1128 {
1129         int nid = page_to_nid(p);
1130         return alloc_pages_exact_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1131 }
1132
1133 /*
1134  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1135  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1136  * that is not free, and 1 for any other page type.
1137  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1138  */
1139 static int get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1140 {
1141         int ret;
1142
1143         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1144                 return 1;
1145
1146         /*
1147          * The lock_system_sleep prevents a race with memory hotplug,
1148          * because the isolation assumes there's only a single user.
1149          * This is a big hammer, a better would be nicer.
1150          */
1151         lock_system_sleep();
1152
1153         /*
1154          * Isolate the page, so that it doesn't get reallocated if it
1155          * was free.
1156          */
1157         set_migratetype_isolate(p);
1158         if (!get_page_unless_zero(compound_head(p))) {
1159                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1160                         pr_debug("get_any_page: %#lx free buddy page\n", pfn);
1161                         /* Set hwpoison bit while page is still isolated */
1162                         SetPageHWPoison(p);
1163                         ret = 0;
1164                 } else {
1165                         pr_debug("get_any_page: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1166                                 pfn, p->flags);
1167                         ret = -EIO;
1168                 }
1169         } else {
1170                 /* Not a free page */
1171                 ret = 1;
1172         }
1173         unset_migratetype_isolate(p);
1174         unlock_system_sleep();
1175         return ret;
1176 }
1177
1178 /**
1179  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1180  * @page: page to offline
1181  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1182  *
1183  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1184  *
1185  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1186  * without killing anything. This is for the case when
1187  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1188  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1189  * out.
1190  *
1191  * The actual policy on when to do that is maintained by
1192  * user space.
1193  *
1194  * This should never impact any application or cause data loss,
1195  * however it might take some time.
1196  *
1197  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1198  * ``good enough'' for the majority of memory.
1199  */
1200 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1201 {
1202         int ret;
1203         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1204
1205         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1206         if (ret < 0)
1207                 return ret;
1208         if (ret == 0)
1209                 goto done;
1210
1211         /*
1212          * Page cache page we can handle?
1213          */
1214         if (!PageLRU(page)) {
1215                 /*
1216                  * Try to free it.
1217                  */
1218                 put_page(page);
1219                 shake_page(page, 1);
1220
1221                 /*
1222                  * Did it turn free?
1223                  */
1224                 ret = get_any_page(page, pfn, 0);
1225                 if (ret < 0)
1226                         return ret;
1227                 if (ret == 0)
1228                         goto done;
1229         }
1230         if (!PageLRU(page)) {
1231                 pr_debug("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1232                                 pfn, page->flags);
1233                 return -EIO;
1234         }
1235
1236         lock_page(page);
1237         wait_on_page_writeback(page);
1238
1239         /*
1240          * Synchronized using the page lock with memory_failure()
1241          */
1242         if (PageHWPoison(page)) {
1243                 unlock_page(page);
1244                 put_page(page);
1245                 pr_debug("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1246                 return -EBUSY;
1247         }
1248
1249         /*
1250          * Try to invalidate first. This should work for
1251          * non dirty unmapped page cache pages.
1252          */
1253         ret = invalidate_inode_page(page);
1254         unlock_page(page);
1255
1256         /*
1257          * Drop count because page migration doesn't like raised
1258          * counts. The page could get re-allocated, but if it becomes
1259          * LRU the isolation will just fail.
1260          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1261          * would need to fix isolation locking first.
1262          */
1263         put_page(page);
1264         if (ret == 1) {
1265                 ret = 0;
1266                 pr_debug("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1267                 goto done;
1268         }
1269
1270         /*
1271          * Simple invalidation didn't work.
1272          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1273          * handles a large number of cases for us.
1274          */
1275         ret = isolate_lru_page(page);
1276         if (!ret) {
1277                 LIST_HEAD(pagelist);
1278
1279                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1280                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, MPOL_MF_MOVE_ALL, 0);
1281                 if (ret) {
1282                         pr_debug("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1283                                 pfn, ret, page->flags);
1284                         if (ret > 0)
1285                                 ret = -EIO;
1286                 }
1287         } else {
1288                 pr_debug("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1289                                 pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1290         }
1291         if (ret)
1292                 return ret;
1293
1294 done:
1295         atomic_long_add(1, &mce_bad_pages);
1296         SetPageHWPoison(page);
1297         /* keep elevated page count for bad page */
1298         return ret;
1299 }
1300
1301 /*
1302  * The caller must hold current->mm->mmap_sem in read mode.
1303  */
1304 int is_hwpoison_address(unsigned long addr)
1305 {
1306         pgd_t *pgdp;
1307         pud_t pud, *pudp;
1308         pmd_t pmd, *pmdp;
1309         pte_t pte, *ptep;
1310         swp_entry_t entry;
1311
1312         pgdp = pgd_offset(current->mm, addr);
1313         if (!pgd_present(*pgdp))
1314                 return 0;
1315         pudp = pud_offset(pgdp, addr);
1316         pud = *pudp;
1317         if (!pud_present(pud) || pud_large(pud))
1318                 return 0;
1319         pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
1320         pmd = *pmdp;
1321         if (!pmd_present(pmd) || pmd_large(pmd))
1322                 return 0;
1323         ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
1324         pte = *ptep;
1325         pte_unmap(ptep);
1326         if (!is_swap_pte(pte))
1327                 return 0;
1328         entry = pte_to_swp_entry(pte);
1329         return is_hwpoison_entry(entry);
1330 }
1331 EXPORT_SYMBOL_GPL(is_hwpoison_address);