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