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