Merge remote-tracking branch 'lsk/v3.10/topic/arm64-topology' into linux-linaro-lsk
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / mm / memory-failure.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2008, 2009 Intel Corporation
3  * Authors: Andi Kleen, Fengguang Wu
4  *
5  * This software may be redistributed and/or modified under the terms of
6  * the GNU General Public License ("GPL") version 2 only as published by the
7  * Free Software Foundation.
8  *
9  * High level machine check handler. Handles pages reported by the
10  * hardware as being corrupted usually due to a multi-bit ECC memory or cache
11  * failure.
12  * 
13  * In addition there is a "soft offline" entry point that allows stop using
14  * not-yet-corrupted-by-suspicious pages without killing anything.
15  *
16  * Handles page cache pages in various states.  The tricky part
17  * here is that we can access any page asynchronously in respect to 
18  * other VM users, because memory failures could happen anytime and 
19  * anywhere. This could violate some of their assumptions. This is why 
20  * this code has to be extremely careful. Generally it tries to use 
21  * normal locking rules, as in get the standard locks, even if that means 
22  * the error handling takes potentially a long time.
23  * 
24  * There are several operations here with exponential complexity because
25  * of unsuitable VM data structures. For example the operation to map back 
26  * from RMAP chains to processes has to walk the complete process list and 
27  * has non linear complexity with the number. But since memory corruptions
28  * are rare we hope to get away with this. This avoids impacting the core 
29  * VM.
30  */
31
32 /*
33  * Notebook:
34  * - hugetlb needs more code
35  * - kcore/oldmem/vmcore/mem/kmem check for hwpoison pages
36  * - pass bad pages to kdump next kernel
37  */
38 #include <linux/kernel.h>
39 #include <linux/mm.h>
40 #include <linux/page-flags.h>
41 #include <linux/kernel-page-flags.h>
42 #include <linux/sched.h>
43 #include <linux/ksm.h>
44 #include <linux/rmap.h>
45 #include <linux/export.h>
46 #include <linux/pagemap.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/backing-dev.h>
49 #include <linux/migrate.h>
50 #include <linux/page-isolation.h>
51 #include <linux/suspend.h>
52 #include <linux/slab.h>
53 #include <linux/swapops.h>
54 #include <linux/hugetlb.h>
55 #include <linux/memory_hotplug.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/kfifo.h>
58 #include "internal.h"
59
60 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
61
62 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
63
64 atomic_long_t num_poisoned_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
65
66 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
67
68 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
69 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
70 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
71 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
72 u64 hwpoison_filter_flags_value;
73 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
74 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
75 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
76 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
78
79 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
80 {
81         struct address_space *mapping;
82         dev_t dev;
83
84         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
85             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
86                 return 0;
87
88         /*
89          * page_mapping() does not accept slab pages.
90          */
91         if (PageSlab(p))
92                 return -EINVAL;
93
94         mapping = page_mapping(p);
95         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
96                 return -EINVAL;
97
98         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
99         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
100             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
101                 return -EINVAL;
102         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
103             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
104                 return -EINVAL;
105
106         return 0;
107 }
108
109 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
110 {
111         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
112                 return 0;
113
114         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
115                                     hwpoison_filter_flags_value)
116                 return 0;
117         else
118                 return -EINVAL;
119 }
120
121 /*
122  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
123  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
124  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
125  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
126  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
127  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
128  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
129  * a freed page.
130  */
131 #ifdef  CONFIG_MEMCG_SWAP
132 u64 hwpoison_filter_memcg;
133 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
134 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
135 {
136         struct mem_cgroup *mem;
137         struct cgroup_subsys_state *css;
138         unsigned long ino;
139
140         if (!hwpoison_filter_memcg)
141                 return 0;
142
143         mem = try_get_mem_cgroup_from_page(p);
144         if (!mem)
145                 return -EINVAL;
146
147         css = mem_cgroup_css(mem);
148         /* root_mem_cgroup has NULL dentries */
149         if (!css->cgroup->dentry)
150                 return -EINVAL;
151
152         ino = css->cgroup->dentry->d_inode->i_ino;
153         css_put(css);
154
155         if (ino != hwpoison_filter_memcg)
156                 return -EINVAL;
157
158         return 0;
159 }
160 #else
161 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
162 #endif
163
164 int hwpoison_filter(struct page *p)
165 {
166         if (!hwpoison_filter_enable)
167                 return 0;
168
169         if (hwpoison_filter_dev(p))
170                 return -EINVAL;
171
172         if (hwpoison_filter_flags(p))
173                 return -EINVAL;
174
175         if (hwpoison_filter_task(p))
176                 return -EINVAL;
177
178         return 0;
179 }
180 #else
181 int hwpoison_filter(struct page *p)
182 {
183         return 0;
184 }
185 #endif
186
187 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
188
189 /*
190  * Send all the processes who have the page mapped a signal.
191  * ``action optional'' if they are not immediately affected by the error
192  * ``action required'' if error happened in current execution context
193  */
194 static int kill_proc(struct task_struct *t, unsigned long addr, int trapno,
195                         unsigned long pfn, struct page *page, int flags)
196 {
197         struct siginfo si;
198         int ret;
199
200         printk(KERN_ERR
201                 "MCE %#lx: Killing %s:%d due to hardware memory corruption\n",
202                 pfn, t->comm, t->pid);
203         si.si_signo = SIGBUS;
204         si.si_errno = 0;
205         si.si_addr = (void *)addr;
206 #ifdef __ARCH_SI_TRAPNO
207         si.si_trapno = trapno;
208 #endif
209         si.si_addr_lsb = compound_trans_order(compound_head(page)) + PAGE_SHIFT;
210
211         if ((flags & MF_ACTION_REQUIRED) && t == current) {
212                 si.si_code = BUS_MCEERR_AR;
213                 ret = force_sig_info(SIGBUS, &si, t);
214         } else {
215                 /*
216                  * Don't use force here, it's convenient if the signal
217                  * can be temporarily blocked.
218                  * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
219                  * to SIG_IGN, but hopefully no one will do that?
220                  */
221                 si.si_code = BUS_MCEERR_AO;
222                 ret = send_sig_info(SIGBUS, &si, t);  /* synchronous? */
223         }
224         if (ret < 0)
225                 printk(KERN_INFO "MCE: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
226                        t->comm, t->pid, ret);
227         return ret;
228 }
229
230 /*
231  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
232  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
233  */
234 void shake_page(struct page *p, int access)
235 {
236         if (!PageSlab(p)) {
237                 lru_add_drain_all();
238                 if (PageLRU(p))
239                         return;
240                 drain_all_pages();
241                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
242                         return;
243         }
244
245         /*
246          * Only call shrink_slab here (which would also shrink other caches) if
247          * access is not potentially fatal.
248          */
249         if (access) {
250                 int nr;
251                 do {
252                         struct shrink_control shrink = {
253                                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
254                         };
255
256                         nr = shrink_slab(&shrink, 1000, 1000);
257                         if (page_count(p) == 1)
258                                 break;
259                 } while (nr > 10);
260         }
261 }
262 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
263
264 /*
265  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
266  * the page.
267  *
268  * General strategy:
269  * Find all processes having the page mapped and kill them.
270  * But we keep a page reference around so that the page is not
271  * actually freed yet.
272  * Then stash the page away
273  *
274  * There's no convenient way to get back to mapped processes
275  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
276  * running processes.
277  *
278  * Remember that machine checks are not common (or rather
279  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
280  * be a performance issue.
281  *
282  * Also there are some races possible while we get from the
283  * error detection to actually handle it.
284  */
285
286 struct to_kill {
287         struct list_head nd;
288         struct task_struct *tsk;
289         unsigned long addr;
290         char addr_valid;
291 };
292
293 /*
294  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
295  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
296  */
297
298 /*
299  * Schedule a process for later kill.
300  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
301  * TBD would GFP_NOIO be enough?
302  */
303 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
304                        struct vm_area_struct *vma,
305                        struct list_head *to_kill,
306                        struct to_kill **tkc)
307 {
308         struct to_kill *tk;
309
310         if (*tkc) {
311                 tk = *tkc;
312                 *tkc = NULL;
313         } else {
314                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
315                 if (!tk) {
316                         printk(KERN_ERR
317                 "MCE: Out of memory while machine check handling\n");
318                         return;
319                 }
320         }
321         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
322         tk->addr_valid = 1;
323
324         /*
325          * In theory we don't have to kill when the page was
326          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
327          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
328          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
329          */
330         if (tk->addr == -EFAULT) {
331                 pr_info("MCE: Unable to find user space address %lx in %s\n",
332                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
333                 tk->addr_valid = 0;
334         }
335         get_task_struct(tsk);
336         tk->tsk = tsk;
337         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
338 }
339
340 /*
341  * Kill the processes that have been collected earlier.
342  *
343  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
344  * (this is used for clean pages which do not need killing)
345  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
346  * wrong earlier.
347  */
348 static void kill_procs(struct list_head *to_kill, int forcekill, int trapno,
349                           int fail, struct page *page, unsigned long pfn,
350                           int flags)
351 {
352         struct to_kill *tk, *next;
353
354         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
355                 if (forcekill) {
356                         /*
357                          * In case something went wrong with munmapping
358                          * make sure the process doesn't catch the
359                          * signal and then access the memory. Just kill it.
360                          */
361                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
362                                 printk(KERN_ERR
363                 "MCE %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
364                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
365                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
366                         }
367
368                         /*
369                          * In theory the process could have mapped
370                          * something else on the address in-between. We could
371                          * check for that, but we need to tell the
372                          * process anyways.
373                          */
374                         else if (kill_proc(tk->tsk, tk->addr, trapno,
375                                               pfn, page, flags) < 0)
376                                 printk(KERN_ERR
377                 "MCE %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
378                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
379                 }
380                 put_task_struct(tk->tsk);
381                 kfree(tk);
382         }
383 }
384
385 static int task_early_kill(struct task_struct *tsk)
386 {
387         if (!tsk->mm)
388                 return 0;
389         if (tsk->flags & PF_MCE_PROCESS)
390                 return !!(tsk->flags & PF_MCE_EARLY);
391         return sysctl_memory_failure_early_kill;
392 }
393
394 /*
395  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
396  */
397 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
398                               struct to_kill **tkc)
399 {
400         struct vm_area_struct *vma;
401         struct task_struct *tsk;
402         struct anon_vma *av;
403         pgoff_t pgoff;
404
405         av = page_lock_anon_vma_read(page);
406         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
407                 return;
408
409         pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
410         read_lock(&tasklist_lock);
411         for_each_process (tsk) {
412                 struct anon_vma_chain *vmac;
413
414                 if (!task_early_kill(tsk))
415                         continue;
416                 anon_vma_interval_tree_foreach(vmac, &av->rb_root,
417                                                pgoff, pgoff) {
418                         vma = vmac->vma;
419                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
420                                 continue;
421                         if (vma->vm_mm == tsk->mm)
422                                 add_to_kill(tsk, page, vma, to_kill, tkc);
423                 }
424         }
425         read_unlock(&tasklist_lock);
426         page_unlock_anon_vma_read(av);
427 }
428
429 /*
430  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
431  */
432 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
433                               struct to_kill **tkc)
434 {
435         struct vm_area_struct *vma;
436         struct task_struct *tsk;
437         struct address_space *mapping = page->mapping;
438
439         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
440         read_lock(&tasklist_lock);
441         for_each_process(tsk) {
442                 pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
443
444                 if (!task_early_kill(tsk))
445                         continue;
446
447                 vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff,
448                                       pgoff) {
449                         /*
450                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
451                          * the page but the corrupted page is not necessarily
452                          * mapped it in its pte.
453                          * Assume applications who requested early kill want
454                          * to be informed of all such data corruptions.
455                          */
456                         if (vma->vm_mm == tsk->mm)
457                                 add_to_kill(tsk, page, vma, to_kill, tkc);
458                 }
459         }
460         read_unlock(&tasklist_lock);
461         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
462 }
463
464 /*
465  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
466  * This is done in two steps for locking reasons.
467  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
468  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
469  */
470 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill)
471 {
472         struct to_kill *tk;
473
474         if (!page->mapping)
475                 return;
476
477         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
478         if (!tk)
479                 return;
480         if (PageAnon(page))
481                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk);
482         else
483                 collect_procs_file(page, tokill, &tk);
484         kfree(tk);
485 }
486
487 /*
488  * Error handlers for various types of pages.
489  */
490
491 enum outcome {
492         IGNORED,        /* Error: cannot be handled */
493         FAILED,         /* Error: handling failed */
494         DELAYED,        /* Will be handled later */
495         RECOVERED,      /* Successfully recovered */
496 };
497
498 static const char *action_name[] = {
499         [IGNORED] = "Ignored",
500         [FAILED] = "Failed",
501         [DELAYED] = "Delayed",
502         [RECOVERED] = "Recovered",
503 };
504
505 /*
506  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
507  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
508  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
509  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
510  */
511 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
512 {
513         if (!isolate_lru_page(p)) {
514                 /*
515                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
516                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
517                  */
518                 ClearPageActive(p);
519                 ClearPageUnevictable(p);
520                 /*
521                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
522                  */
523                 page_cache_release(p);
524                 return 0;
525         }
526         return -EIO;
527 }
528
529 /*
530  * Error hit kernel page.
531  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
532  * could be more sophisticated.
533  */
534 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
535 {
536         return IGNORED;
537 }
538
539 /*
540  * Page in unknown state. Do nothing.
541  */
542 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
543 {
544         printk(KERN_ERR "MCE %#lx: Unknown page state\n", pfn);
545         return FAILED;
546 }
547
548 /*
549  * Clean (or cleaned) page cache page.
550  */
551 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
552 {
553         int err;
554         int ret = FAILED;
555         struct address_space *mapping;
556
557         delete_from_lru_cache(p);
558
559         /*
560          * For anonymous pages we're done the only reference left
561          * should be the one m_f() holds.
562          */
563         if (PageAnon(p))
564                 return RECOVERED;
565
566         /*
567          * Now truncate the page in the page cache. This is really
568          * more like a "temporary hole punch"
569          * Don't do this for block devices when someone else
570          * has a reference, because it could be file system metadata
571          * and that's not safe to truncate.
572          */
573         mapping = page_mapping(p);
574         if (!mapping) {
575                 /*
576                  * Page has been teared down in the meanwhile
577                  */
578                 return FAILED;
579         }
580
581         /*
582          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
583          *
584          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
585          */
586         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
587                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
588                 if (err != 0) {
589                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to punch page: %d\n",
590                                         pfn, err);
591                 } else if (page_has_private(p) &&
592                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
593                         pr_info("MCE %#lx: failed to release buffers\n", pfn);
594                 } else {
595                         ret = RECOVERED;
596                 }
597         } else {
598                 /*
599                  * If the file system doesn't support it just invalidate
600                  * This fails on dirty or anything with private pages
601                  */
602                 if (invalidate_inode_page(p))
603                         ret = RECOVERED;
604                 else
605                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to invalidate\n",
606                                 pfn);
607         }
608         return ret;
609 }
610
611 /*
612  * Dirty cache page page
613  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
614  * propagated.
615  */
616 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
617 {
618         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
619
620         SetPageError(p);
621         /* TBD: print more information about the file. */
622         if (mapping) {
623                 /*
624                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
625                  * who check the mapping.
626                  * This way the application knows that something went
627                  * wrong with its dirty file data.
628                  *
629                  * There's one open issue:
630                  *
631                  * The EIO will be only reported on the next IO
632                  * operation and then cleared through the IO map.
633                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
634                  * first through the AS_EIO flag in the address space
635                  * and then through the PageError flag in the page.
636                  * Since we drop pages on memory failure handling the
637                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
638                  *
639                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
640                  * the first operation that returns an error, while
641                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
642                  * when the page is reread or dropped.  If an
643                  * application assumes it will always get error on
644                  * fsync, but does other operations on the fd before
645                  * and the page is dropped between then the error
646                  * will not be properly reported.
647                  *
648                  * This can already happen even without hwpoisoned
649                  * pages: first on metadata IO errors (which only
650                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
651                  * at the wrong time.
652                  *
653                  * So right now we assume that the application DTRT on
654                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
655                  * of the kernel.
656                  */
657                 mapping_set_error(mapping, EIO);
658         }
659
660         return me_pagecache_clean(p, pfn);
661 }
662
663 /*
664  * Clean and dirty swap cache.
665  *
666  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
667  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
668  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
669  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
670  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
671  * and then
672  *      - clear dirty bit to prevent IO
673  *      - remove from LRU
674  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
675  *        a later page fault, we know the application is accessing
676  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
677  *        interception code in do_swap_page to catch it).
678  *
679  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
680  * bring in the known good data from disk.
681  */
682 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
683 {
684         ClearPageDirty(p);
685         /* Trigger EIO in shmem: */
686         ClearPageUptodate(p);
687
688         if (!delete_from_lru_cache(p))
689                 return DELAYED;
690         else
691                 return FAILED;
692 }
693
694 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
695 {
696         delete_from_swap_cache(p);
697
698         if (!delete_from_lru_cache(p))
699                 return RECOVERED;
700         else
701                 return FAILED;
702 }
703
704 /*
705  * Huge pages. Needs work.
706  * Issues:
707  * - Error on hugepage is contained in hugepage unit (not in raw page unit.)
708  *   To narrow down kill region to one page, we need to break up pmd.
709  */
710 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
711 {
712         int res = 0;
713         struct page *hpage = compound_head(p);
714         /*
715          * We can safely recover from error on free or reserved (i.e.
716          * not in-use) hugepage by dequeuing it from freelist.
717          * To check whether a hugepage is in-use or not, we can't use
718          * page->lru because it can be used in other hugepage operations,
719          * such as __unmap_hugepage_range() and gather_surplus_pages().
720          * So instead we use page_mapping() and PageAnon().
721          * We assume that this function is called with page lock held,
722          * so there is no race between isolation and mapping/unmapping.
723          */
724         if (!(page_mapping(hpage) || PageAnon(hpage))) {
725                 res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
726                 if (!res)
727                         return RECOVERED;
728         }
729         return DELAYED;
730 }
731
732 /*
733  * Various page states we can handle.
734  *
735  * A page state is defined by its current page->flags bits.
736  * The table matches them in order and calls the right handler.
737  *
738  * This is quite tricky because we can access page at any time
739  * in its live cycle, so all accesses have to be extremely careful.
740  *
741  * This is not complete. More states could be added.
742  * For any missing state don't attempt recovery.
743  */
744
745 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
746 #define sc              (1UL << PG_swapcache)
747 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
748 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
749 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
750 #define lru             (1UL << PG_lru)
751 #define swapbacked      (1UL << PG_swapbacked)
752 #define head            (1UL << PG_head)
753 #define tail            (1UL << PG_tail)
754 #define compound        (1UL << PG_compound)
755 #define slab            (1UL << PG_slab)
756 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
757
758 static struct page_state {
759         unsigned long mask;
760         unsigned long res;
761         char *msg;
762         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
763 } error_states[] = {
764         { reserved,     reserved,       "reserved kernel",      me_kernel },
765         /*
766          * free pages are specially detected outside this table:
767          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
768          */
769
770         /*
771          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
772          * currently unused objects without touching them. But just
773          * treat it as standard kernel for now.
774          */
775         { slab,         slab,           "kernel slab",  me_kernel },
776
777 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
778         { head,         head,           "huge",         me_huge_page },
779         { tail,         tail,           "huge",         me_huge_page },
780 #else
781         { compound,     compound,       "huge",         me_huge_page },
782 #endif
783
784         { sc|dirty,     sc|dirty,       "dirty swapcache",      me_swapcache_dirty },
785         { sc|dirty,     sc,             "clean swapcache",      me_swapcache_clean },
786
787         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    "dirty mlocked LRU",    me_pagecache_dirty },
788         { mlock|dirty,  mlock,          "clean mlocked LRU",    me_pagecache_clean },
789
790         { unevict|dirty, unevict|dirty, "dirty unevictable LRU", me_pagecache_dirty },
791         { unevict|dirty, unevict,       "clean unevictable LRU", me_pagecache_clean },
792
793         { lru|dirty,    lru|dirty,      "dirty LRU",    me_pagecache_dirty },
794         { lru|dirty,    lru,            "clean LRU",    me_pagecache_clean },
795
796         /*
797          * Catchall entry: must be at end.
798          */
799         { 0,            0,              "unknown page state",   me_unknown },
800 };
801
802 #undef dirty
803 #undef sc
804 #undef unevict
805 #undef mlock
806 #undef writeback
807 #undef lru
808 #undef swapbacked
809 #undef head
810 #undef tail
811 #undef compound
812 #undef slab
813 #undef reserved
814
815 /*
816  * "Dirty/Clean" indication is not 100% accurate due to the possibility of
817  * setting PG_dirty outside page lock. See also comment above set_page_dirty().
818  */
819 static void action_result(unsigned long pfn, char *msg, int result)
820 {
821         pr_err("MCE %#lx: %s page recovery: %s\n",
822                 pfn, msg, action_name[result]);
823 }
824
825 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
826                         unsigned long pfn)
827 {
828         int result;
829         int count;
830
831         result = ps->action(p, pfn);
832         action_result(pfn, ps->msg, result);
833
834         count = page_count(p) - 1;
835         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == DELAYED)
836                 count--;
837         if (count != 0) {
838                 printk(KERN_ERR
839                        "MCE %#lx: %s page still referenced by %d users\n",
840                        pfn, ps->msg, count);
841                 result = FAILED;
842         }
843
844         /* Could do more checks here if page looks ok */
845         /*
846          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
847          */
848
849         return (result == RECOVERED || result == DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
850 }
851
852 /*
853  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
854  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
855  */
856 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
857                                   int trapno, int flags, struct page **hpagep)
858 {
859         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
860         struct address_space *mapping;
861         LIST_HEAD(tokill);
862         int ret;
863         int kill = 1, forcekill;
864         struct page *hpage = *hpagep;
865         struct page *ppage;
866
867         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
868                 return SWAP_SUCCESS;
869
870         /*
871          * This check implies we don't kill processes if their pages
872          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
873          */
874         if (!page_mapped(hpage))
875                 return SWAP_SUCCESS;
876
877         if (PageKsm(p))
878                 return SWAP_FAIL;
879
880         if (PageSwapCache(p)) {
881                 printk(KERN_ERR
882                        "MCE %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n", pfn);
883                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
884         }
885
886         /*
887          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
888          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
889          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
890          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
891          */
892         mapping = page_mapping(hpage);
893         if (!(flags & MF_MUST_KILL) && !PageDirty(hpage) && mapping &&
894             mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
895                 if (page_mkclean(hpage)) {
896                         SetPageDirty(hpage);
897                 } else {
898                         kill = 0;
899                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
900                         printk(KERN_INFO
901         "MCE %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
902                                 pfn);
903                 }
904         }
905
906         /*
907          * ppage: poisoned page
908          *   if p is regular page(4k page)
909          *        ppage == real poisoned page;
910          *   else p is hugetlb or THP, ppage == head page.
911          */
912         ppage = hpage;
913
914         if (PageTransHuge(hpage)) {
915                 /*
916                  * Verify that this isn't a hugetlbfs head page, the check for
917                  * PageAnon is just for avoid tripping a split_huge_page
918                  * internal debug check, as split_huge_page refuses to deal with
919                  * anything that isn't an anon page. PageAnon can't go away fro
920                  * under us because we hold a refcount on the hpage, without a
921                  * refcount on the hpage. split_huge_page can't be safely called
922                  * in the first place, having a refcount on the tail isn't
923                  * enough * to be safe.
924                  */
925                 if (!PageHuge(hpage) && PageAnon(hpage)) {
926                         if (unlikely(split_huge_page(hpage))) {
927                                 /*
928                                  * FIXME: if splitting THP is failed, it is
929                                  * better to stop the following operation rather
930                                  * than causing panic by unmapping. System might
931                                  * survive if the page is freed later.
932                                  */
933                                 printk(KERN_INFO
934                                         "MCE %#lx: failed to split THP\n", pfn);
935
936                                 BUG_ON(!PageHWPoison(p));
937                                 return SWAP_FAIL;
938                         }
939                         /*
940                          * We pinned the head page for hwpoison handling,
941                          * now we split the thp and we are interested in
942                          * the hwpoisoned raw page, so move the refcount
943                          * to it. Similarly, page lock is shifted.
944                          */
945                         if (hpage != p) {
946                                 put_page(hpage);
947                                 get_page(p);
948                                 lock_page(p);
949                                 unlock_page(hpage);
950                                 *hpagep = p;
951                         }
952                         /* THP is split, so ppage should be the real poisoned page. */
953                         ppage = p;
954                 }
955         }
956
957         /*
958          * First collect all the processes that have the page
959          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
960          * because ttu takes the rmap data structures down.
961          *
962          * Error handling: We ignore errors here because
963          * there's nothing that can be done.
964          */
965         if (kill)
966                 collect_procs(ppage, &tokill);
967
968         ret = try_to_unmap(ppage, ttu);
969         if (ret != SWAP_SUCCESS)
970                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
971                                 pfn, page_mapcount(ppage));
972
973         /*
974          * Now that the dirty bit has been propagated to the
975          * struct page and all unmaps done we can decide if
976          * killing is needed or not.  Only kill when the page
977          * was dirty or the process is not restartable,
978          * otherwise the tokill list is merely
979          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
980          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
981          * any accesses to the poisoned memory.
982          */
983         forcekill = PageDirty(ppage) || (flags & MF_MUST_KILL);
984         kill_procs(&tokill, forcekill, trapno,
985                       ret != SWAP_SUCCESS, p, pfn, flags);
986
987         return ret;
988 }
989
990 static void set_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
991 {
992         int i;
993         int nr_pages = 1 << compound_trans_order(hpage);
994         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
995                 SetPageHWPoison(hpage + i);
996 }
997
998 static void clear_page_hwpoison_huge_page(struct page *hpage)
999 {
1000         int i;
1001         int nr_pages = 1 << compound_trans_order(hpage);
1002         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1003                 ClearPageHWPoison(hpage + i);
1004 }
1005
1006 /**
1007  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1008  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1009  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1010  * @flags: fine tune action taken
1011  *
1012  * This function is called by the low level machine check code
1013  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1014  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1015  * dropping pages, killing processes etc.
1016  *
1017  * The function is primarily of use for corruptions that
1018  * happen outside the current execution context (e.g. when
1019  * detected by a background scrubber)
1020  *
1021  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1022  * enabled and no spinlocks hold.
1023  */
1024 int memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1025 {
1026         struct page_state *ps;
1027         struct page *p;
1028         struct page *hpage;
1029         int res;
1030         unsigned int nr_pages;
1031         unsigned long page_flags;
1032
1033         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
1034                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
1035
1036         if (!pfn_valid(pfn)) {
1037                 printk(KERN_ERR
1038                        "MCE %#lx: memory outside kernel control\n",
1039                        pfn);
1040                 return -ENXIO;
1041         }
1042
1043         p = pfn_to_page(pfn);
1044         hpage = compound_head(p);
1045         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
1046                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: already hardware poisoned\n", pfn);
1047                 return 0;
1048         }
1049
1050         /*
1051          * Currently errors on hugetlbfs pages are measured in hugepage units,
1052          * so nr_pages should be 1 << compound_order.  OTOH when errors are on
1053          * transparent hugepages, they are supposed to be split and error
1054          * measurement is done in normal page units.  So nr_pages should be one
1055          * in this case.
1056          */
1057         if (PageHuge(p))
1058                 nr_pages = 1 << compound_order(hpage);
1059         else /* normal page or thp */
1060                 nr_pages = 1;
1061         atomic_long_add(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1062
1063         /*
1064          * We need/can do nothing about count=0 pages.
1065          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
1066          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
1067          * 2) it's a free hugepage, which is also safe:
1068          *    an affected hugepage will be dequeued from hugepage freelist,
1069          *    so there's no concern about reusing it ever after.
1070          * 3) it's part of a non-compound high order page.
1071          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
1072          *    R/W the page; let's pray that the page has been
1073          *    used and will be freed some time later.
1074          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
1075          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
1076          */
1077         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) &&
1078                 !get_page_unless_zero(hpage)) {
1079                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1080                         action_result(pfn, "free buddy", DELAYED);
1081                         return 0;
1082                 } else if (PageHuge(hpage)) {
1083                         /*
1084                          * Check "just unpoisoned", "filter hit", and
1085                          * "race with other subpage."
1086                          */
1087                         lock_page(hpage);
1088                         if (!PageHWPoison(hpage)
1089                             || (hwpoison_filter(p) && TestClearPageHWPoison(p))
1090                             || (p != hpage && TestSetPageHWPoison(hpage))) {
1091                                 atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1092                                 return 0;
1093                         }
1094                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1095                         res = dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1096                         action_result(pfn, "free huge",
1097                                       res ? IGNORED : DELAYED);
1098                         unlock_page(hpage);
1099                         return res;
1100                 } else {
1101                         action_result(pfn, "high order kernel", IGNORED);
1102                         return -EBUSY;
1103                 }
1104         }
1105
1106         /*
1107          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
1108          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
1109          * - to avoid races with __set_page_locked()
1110          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
1111          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
1112          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
1113          */
1114         if (!PageHuge(p) && !PageTransTail(p)) {
1115                 if (!PageLRU(p))
1116                         shake_page(p, 0);
1117                 if (!PageLRU(p)) {
1118                         /*
1119                          * shake_page could have turned it free.
1120                          */
1121                         if (is_free_buddy_page(p)) {
1122                                 action_result(pfn, "free buddy, 2nd try",
1123                                                 DELAYED);
1124                                 return 0;
1125                         }
1126                         action_result(pfn, "non LRU", IGNORED);
1127                         put_page(p);
1128                         return -EBUSY;
1129                 }
1130         }
1131
1132         /*
1133          * Lock the page and wait for writeback to finish.
1134          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
1135          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
1136          */
1137         lock_page(hpage);
1138
1139         /*
1140          * We use page flags to determine what action should be taken, but
1141          * the flags can be modified by the error containment action.  One
1142          * example is an mlocked page, where PG_mlocked is cleared by
1143          * page_remove_rmap() in try_to_unmap_one(). So to determine page status
1144          * correctly, we save a copy of the page flags at this time.
1145          */
1146         page_flags = p->flags;
1147
1148         /*
1149          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
1150          */
1151         if (!PageHWPoison(p)) {
1152                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
1153                 res = 0;
1154                 goto out;
1155         }
1156         if (hwpoison_filter(p)) {
1157                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1158                         atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1159                 unlock_page(hpage);
1160                 put_page(hpage);
1161                 return 0;
1162         }
1163
1164         /*
1165          * For error on the tail page, we should set PG_hwpoison
1166          * on the head page to show that the hugepage is hwpoisoned
1167          */
1168         if (PageHuge(p) && PageTail(p) && TestSetPageHWPoison(hpage)) {
1169                 action_result(pfn, "hugepage already hardware poisoned",
1170                                 IGNORED);
1171                 unlock_page(hpage);
1172                 put_page(hpage);
1173                 return 0;
1174         }
1175         /*
1176          * Set PG_hwpoison on all pages in an error hugepage,
1177          * because containment is done in hugepage unit for now.
1178          * Since we have done TestSetPageHWPoison() for the head page with
1179          * page lock held, we can safely set PG_hwpoison bits on tail pages.
1180          */
1181         if (PageHuge(p))
1182                 set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1183
1184         wait_on_page_writeback(p);
1185
1186         /*
1187          * Now take care of user space mappings.
1188          * Abort on fail: __delete_from_page_cache() assumes unmapped page.
1189          *
1190          * When the raw error page is thp tail page, hpage points to the raw
1191          * page after thp split.
1192          */
1193         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno, flags, &hpage)
1194             != SWAP_SUCCESS) {
1195                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: cannot unmap page, give up\n", pfn);
1196                 res = -EBUSY;
1197                 goto out;
1198         }
1199
1200         /*
1201          * Torn down by someone else?
1202          */
1203         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1204                 action_result(pfn, "already truncated LRU", IGNORED);
1205                 res = -EBUSY;
1206                 goto out;
1207         }
1208
1209         res = -EBUSY;
1210         /*
1211          * The first check uses the current page flags which may not have any
1212          * relevant information. The second check with the saved page flagss is
1213          * carried out only if the first check can't determine the page status.
1214          */
1215         for (ps = error_states;; ps++)
1216                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res)
1217                         break;
1218         if (!ps->mask)
1219                 for (ps = error_states;; ps++)
1220                         if ((page_flags & ps->mask) == ps->res)
1221                                 break;
1222         res = page_action(ps, p, pfn);
1223 out:
1224         unlock_page(hpage);
1225         return res;
1226 }
1227 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure);
1228
1229 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER       4
1230 #define MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE        (1 << MEMORY_FAILURE_FIFO_ORDER)
1231
1232 struct memory_failure_entry {
1233         unsigned long pfn;
1234         int trapno;
1235         int flags;
1236 };
1237
1238 struct memory_failure_cpu {
1239         DECLARE_KFIFO(fifo, struct memory_failure_entry,
1240                       MEMORY_FAILURE_FIFO_SIZE);
1241         spinlock_t lock;
1242         struct work_struct work;
1243 };
1244
1245 static DEFINE_PER_CPU(struct memory_failure_cpu, memory_failure_cpu);
1246
1247 /**
1248  * memory_failure_queue - Schedule handling memory failure of a page.
1249  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1250  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1251  * @flags: Flags for memory failure handling
1252  *
1253  * This function is called by the low level hardware error handler
1254  * when it detects hardware memory corruption of a page. It schedules
1255  * the recovering of error page, including dropping pages, killing
1256  * processes etc.
1257  *
1258  * The function is primarily of use for corruptions that
1259  * happen outside the current execution context (e.g. when
1260  * detected by a background scrubber)
1261  *
1262  * Can run in IRQ context.
1263  */
1264 void memory_failure_queue(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
1265 {
1266         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1267         unsigned long proc_flags;
1268         struct memory_failure_entry entry = {
1269                 .pfn =          pfn,
1270                 .trapno =       trapno,
1271                 .flags =        flags,
1272         };
1273
1274         mf_cpu = &get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1275         spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1276         if (kfifo_put(&mf_cpu->fifo, &entry))
1277                 schedule_work_on(smp_processor_id(), &mf_cpu->work);
1278         else
1279                 pr_err("Memory failure: buffer overflow when queuing memory failure at 0x%#lx\n",
1280                        pfn);
1281         spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1282         put_cpu_var(memory_failure_cpu);
1283 }
1284 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_failure_queue);
1285
1286 static void memory_failure_work_func(struct work_struct *work)
1287 {
1288         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1289         struct memory_failure_entry entry = { 0, };
1290         unsigned long proc_flags;
1291         int gotten;
1292
1293         mf_cpu = &__get_cpu_var(memory_failure_cpu);
1294         for (;;) {
1295                 spin_lock_irqsave(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1296                 gotten = kfifo_get(&mf_cpu->fifo, &entry);
1297                 spin_unlock_irqrestore(&mf_cpu->lock, proc_flags);
1298                 if (!gotten)
1299                         break;
1300                 memory_failure(entry.pfn, entry.trapno, entry.flags);
1301         }
1302 }
1303
1304 static int __init memory_failure_init(void)
1305 {
1306         struct memory_failure_cpu *mf_cpu;
1307         int cpu;
1308
1309         for_each_possible_cpu(cpu) {
1310                 mf_cpu = &per_cpu(memory_failure_cpu, cpu);
1311                 spin_lock_init(&mf_cpu->lock);
1312                 INIT_KFIFO(mf_cpu->fifo);
1313                 INIT_WORK(&mf_cpu->work, memory_failure_work_func);
1314         }
1315
1316         return 0;
1317 }
1318 core_initcall(memory_failure_init);
1319
1320 /**
1321  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1322  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1323  *
1324  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1325  * memory_failure() earlier.
1326  *
1327  * This is only done on the software-level, so it only works
1328  * for linux injected failures, not real hardware failures
1329  *
1330  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1331  */
1332 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1333 {
1334         struct page *page;
1335         struct page *p;
1336         int freeit = 0;
1337         unsigned int nr_pages;
1338
1339         if (!pfn_valid(pfn))
1340                 return -ENXIO;
1341
1342         p = pfn_to_page(pfn);
1343         page = compound_head(p);
1344
1345         if (!PageHWPoison(p)) {
1346                 pr_info("MCE: Page was already unpoisoned %#lx\n", pfn);
1347                 return 0;
1348         }
1349
1350         nr_pages = 1 << compound_trans_order(page);
1351
1352         if (!get_page_unless_zero(page)) {
1353                 /*
1354                  * Since HWPoisoned hugepage should have non-zero refcount,
1355                  * race between memory failure and unpoison seems to happen.
1356                  * In such case unpoison fails and memory failure runs
1357                  * to the end.
1358                  */
1359                 if (PageHuge(page)) {
1360                         pr_info("MCE: Memory failure is now running on free hugepage %#lx\n", pfn);
1361                         return 0;
1362                 }
1363                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1364                         atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1365                 pr_info("MCE: Software-unpoisoned free page %#lx\n", pfn);
1366                 return 0;
1367         }
1368
1369         lock_page(page);
1370         /*
1371          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1372          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1373          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1374          * the free buddy page pool.
1375          */
1376         if (TestClearPageHWPoison(page)) {
1377                 pr_info("MCE: Software-unpoisoned page %#lx\n", pfn);
1378                 atomic_long_sub(nr_pages, &num_poisoned_pages);
1379                 freeit = 1;
1380                 if (PageHuge(page))
1381                         clear_page_hwpoison_huge_page(page);
1382         }
1383         unlock_page(page);
1384
1385         put_page(page);
1386         if (freeit)
1387                 put_page(page);
1388
1389         return 0;
1390 }
1391 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1392
1393 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1394 {
1395         int nid = page_to_nid(p);
1396         if (PageHuge(p))
1397                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(p)),
1398                                                    nid);
1399         else
1400                 return alloc_pages_exact_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1405  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1406  * that is not free, and 1 for any other page type.
1407  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1408  */
1409 static int __get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1410 {
1411         int ret;
1412
1413         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1414                 return 1;
1415
1416         /*
1417          * The lock_memory_hotplug prevents a race with memory hotplug.
1418          * This is a big hammer, a better would be nicer.
1419          */
1420         lock_memory_hotplug();
1421
1422         /*
1423          * Isolate the page, so that it doesn't get reallocated if it
1424          * was free.
1425          */
1426         set_migratetype_isolate(p, true);
1427         /*
1428          * When the target page is a free hugepage, just remove it
1429          * from free hugepage list.
1430          */
1431         if (!get_page_unless_zero(compound_head(p))) {
1432                 if (PageHuge(p)) {
1433                         pr_info("%s: %#lx free huge page\n", __func__, pfn);
1434                         ret = 0;
1435                 } else if (is_free_buddy_page(p)) {
1436                         pr_info("%s: %#lx free buddy page\n", __func__, pfn);
1437                         ret = 0;
1438                 } else {
1439                         pr_info("%s: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1440                                 __func__, pfn, p->flags);
1441                         ret = -EIO;
1442                 }
1443         } else {
1444                 /* Not a free page */
1445                 ret = 1;
1446         }
1447         unset_migratetype_isolate(p, MIGRATE_MOVABLE);
1448         unlock_memory_hotplug();
1449         return ret;
1450 }
1451
1452 static int get_any_page(struct page *page, unsigned long pfn, int flags)
1453 {
1454         int ret = __get_any_page(page, pfn, flags);
1455
1456         if (ret == 1 && !PageHuge(page) && !PageLRU(page)) {
1457                 /*
1458                  * Try to free it.
1459                  */
1460                 put_page(page);
1461                 shake_page(page, 1);
1462
1463                 /*
1464                  * Did it turn free?
1465                  */
1466                 ret = __get_any_page(page, pfn, 0);
1467                 if (!PageLRU(page)) {
1468                         pr_info("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1469                                 pfn, page->flags);
1470                         return -EIO;
1471                 }
1472         }
1473         return ret;
1474 }
1475
1476 static int soft_offline_huge_page(struct page *page, int flags)
1477 {
1478         int ret;
1479         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1480         struct page *hpage = compound_head(page);
1481
1482         /*
1483          * This double-check of PageHWPoison is to avoid the race with
1484          * memory_failure(). See also comment in __soft_offline_page().
1485          */
1486         lock_page(hpage);
1487         if (PageHWPoison(hpage)) {
1488                 unlock_page(hpage);
1489                 put_page(hpage);
1490                 pr_info("soft offline: %#lx hugepage already poisoned\n", pfn);
1491                 return -EBUSY;
1492         }
1493         unlock_page(hpage);
1494
1495         /* Keep page count to indicate a given hugepage is isolated. */
1496         ret = migrate_huge_page(hpage, new_page, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1497                                 MIGRATE_SYNC);
1498         put_page(hpage);
1499         if (ret) {
1500                 pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1501                         pfn, ret, page->flags);
1502         } else {
1503                 /* overcommit hugetlb page will be freed to buddy */
1504                 if (PageHuge(page)) {
1505                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1506                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1507                         atomic_long_add(1 << compound_order(hpage),
1508                                         &num_poisoned_pages);
1509                 } else {
1510                         SetPageHWPoison(page);
1511                         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1512                 }
1513         }
1514         /* keep elevated page count for bad page */
1515         return ret;
1516 }
1517
1518 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags);
1519
1520 /**
1521  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1522  * @page: page to offline
1523  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1524  *
1525  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1526  *
1527  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1528  * without killing anything. This is for the case when
1529  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1530  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1531  * out.
1532  *
1533  * The actual policy on when to do that is maintained by
1534  * user space.
1535  *
1536  * This should never impact any application or cause data loss,
1537  * however it might take some time.
1538  *
1539  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1540  * ``good enough'' for the majority of memory.
1541  */
1542 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1543 {
1544         int ret;
1545         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1546         struct page *hpage = compound_trans_head(page);
1547
1548         if (PageHWPoison(page)) {
1549                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1550                 return -EBUSY;
1551         }
1552         if (!PageHuge(page) && PageTransHuge(hpage)) {
1553                 if (PageAnon(hpage) && unlikely(split_huge_page(hpage))) {
1554                         pr_info("soft offline: %#lx: failed to split THP\n",
1555                                 pfn);
1556                         return -EBUSY;
1557                 }
1558         }
1559
1560         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1561         if (ret < 0)
1562                 return ret;
1563         if (ret) { /* for in-use pages */
1564                 if (PageHuge(page))
1565                         ret = soft_offline_huge_page(page, flags);
1566                 else
1567                         ret = __soft_offline_page(page, flags);
1568         } else { /* for free pages */
1569                 if (PageHuge(page)) {
1570                         set_page_hwpoison_huge_page(hpage);
1571                         dequeue_hwpoisoned_huge_page(hpage);
1572                         atomic_long_add(1 << compound_trans_order(hpage),
1573                                         &num_poisoned_pages);
1574                 } else {
1575                         SetPageHWPoison(page);
1576                         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1577                 }
1578         }
1579         /* keep elevated page count for bad page */
1580         return ret;
1581 }
1582
1583 static int __soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1584 {
1585         int ret;
1586         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1587
1588         /*
1589          * Check PageHWPoison again inside page lock because PageHWPoison
1590          * is set by memory_failure() outside page lock. Note that
1591          * memory_failure() also double-checks PageHWPoison inside page lock,
1592          * so there's no race between soft_offline_page() and memory_failure().
1593          */
1594         lock_page(page);
1595         wait_on_page_writeback(page);
1596         if (PageHWPoison(page)) {
1597                 unlock_page(page);
1598                 put_page(page);
1599                 pr_info("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1600                 return -EBUSY;
1601         }
1602         /*
1603          * Try to invalidate first. This should work for
1604          * non dirty unmapped page cache pages.
1605          */
1606         ret = invalidate_inode_page(page);
1607         unlock_page(page);
1608         /*
1609          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1610          * would need to fix isolation locking first.
1611          */
1612         if (ret == 1) {
1613                 put_page(page);
1614                 pr_info("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1615                 SetPageHWPoison(page);
1616                 atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1617                 return 0;
1618         }
1619
1620         /*
1621          * Simple invalidation didn't work.
1622          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1623          * handles a large number of cases for us.
1624          */
1625         ret = isolate_lru_page(page);
1626         /*
1627          * Drop page reference which is came from get_any_page()
1628          * successful isolate_lru_page() already took another one.
1629          */
1630         put_page(page);
1631         if (!ret) {
1632                 LIST_HEAD(pagelist);
1633                 inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1634                                         page_is_file_cache(page));
1635                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1636                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, MPOL_MF_MOVE_ALL,
1637                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_FAILURE);
1638                 if (ret) {
1639                         putback_lru_pages(&pagelist);
1640                         pr_info("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1641                                 pfn, ret, page->flags);
1642                         if (ret > 0)
1643                                 ret = -EIO;
1644                 } else {
1645                         SetPageHWPoison(page);
1646                         atomic_long_inc(&num_poisoned_pages);
1647                 }
1648         } else {
1649                 pr_info("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1650                         pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1651         }
1652         return ret;
1653 }