nfsd: 4.1 has an rfc number
[safe/jmp/linux-2.6] / mm / memory-failure.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2008, 2009 Intel Corporation
3  * Authors: Andi Kleen, Fengguang Wu
4  *
5  * This software may be redistributed and/or modified under the terms of
6  * the GNU General Public License ("GPL") version 2 only as published by the
7  * Free Software Foundation.
8  *
9  * High level machine check handler. Handles pages reported by the
10  * hardware as being corrupted usually due to a 2bit ECC memory or cache
11  * failure.
12  *
13  * Handles page cache pages in various states.  The tricky part
14  * here is that we can access any page asynchronous to other VM
15  * users, because memory failures could happen anytime and anywhere,
16  * possibly violating some of their assumptions. This is why this code
17  * has to be extremely careful. Generally it tries to use normal locking
18  * rules, as in get the standard locks, even if that means the
19  * error handling takes potentially a long time.
20  *
21  * The operation to map back from RMAP chains to processes has to walk
22  * the complete process list and has non linear complexity with the number
23  * mappings. In short it can be quite slow. But since memory corruptions
24  * are rare we hope to get away with this.
25  */
26
27 /*
28  * Notebook:
29  * - hugetlb needs more code
30  * - kcore/oldmem/vmcore/mem/kmem check for hwpoison pages
31  * - pass bad pages to kdump next kernel
32  */
33 #define DEBUG 1         /* remove me in 2.6.34 */
34 #include <linux/kernel.h>
35 #include <linux/mm.h>
36 #include <linux/page-flags.h>
37 #include <linux/kernel-page-flags.h>
38 #include <linux/sched.h>
39 #include <linux/ksm.h>
40 #include <linux/rmap.h>
41 #include <linux/pagemap.h>
42 #include <linux/swap.h>
43 #include <linux/backing-dev.h>
44 #include <linux/migrate.h>
45 #include <linux/page-isolation.h>
46 #include <linux/suspend.h>
47 #include "internal.h"
48
49 int sysctl_memory_failure_early_kill __read_mostly = 0;
50
51 int sysctl_memory_failure_recovery __read_mostly = 1;
52
53 atomic_long_t mce_bad_pages __read_mostly = ATOMIC_LONG_INIT(0);
54
55 #if defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT) || defined(CONFIG_HWPOISON_INJECT_MODULE)
56
57 u32 hwpoison_filter_enable = 0;
58 u32 hwpoison_filter_dev_major = ~0U;
59 u32 hwpoison_filter_dev_minor = ~0U;
60 u64 hwpoison_filter_flags_mask;
61 u64 hwpoison_filter_flags_value;
62 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_enable);
63 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_major);
64 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_dev_minor);
65 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_mask);
66 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_flags_value);
67
68 static int hwpoison_filter_dev(struct page *p)
69 {
70         struct address_space *mapping;
71         dev_t dev;
72
73         if (hwpoison_filter_dev_major == ~0U &&
74             hwpoison_filter_dev_minor == ~0U)
75                 return 0;
76
77         /*
78          * page_mapping() does not accept slab page
79          */
80         if (PageSlab(p))
81                 return -EINVAL;
82
83         mapping = page_mapping(p);
84         if (mapping == NULL || mapping->host == NULL)
85                 return -EINVAL;
86
87         dev = mapping->host->i_sb->s_dev;
88         if (hwpoison_filter_dev_major != ~0U &&
89             hwpoison_filter_dev_major != MAJOR(dev))
90                 return -EINVAL;
91         if (hwpoison_filter_dev_minor != ~0U &&
92             hwpoison_filter_dev_minor != MINOR(dev))
93                 return -EINVAL;
94
95         return 0;
96 }
97
98 static int hwpoison_filter_flags(struct page *p)
99 {
100         if (!hwpoison_filter_flags_mask)
101                 return 0;
102
103         if ((stable_page_flags(p) & hwpoison_filter_flags_mask) ==
104                                     hwpoison_filter_flags_value)
105                 return 0;
106         else
107                 return -EINVAL;
108 }
109
110 /*
111  * This allows stress tests to limit test scope to a collection of tasks
112  * by putting them under some memcg. This prevents killing unrelated/important
113  * processes such as /sbin/init. Note that the target task may share clean
114  * pages with init (eg. libc text), which is harmless. If the target task
115  * share _dirty_ pages with another task B, the test scheme must make sure B
116  * is also included in the memcg. At last, due to race conditions this filter
117  * can only guarantee that the page either belongs to the memcg tasks, or is
118  * a freed page.
119  */
120 #ifdef  CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
121 u64 hwpoison_filter_memcg;
122 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter_memcg);
123 static int hwpoison_filter_task(struct page *p)
124 {
125         struct mem_cgroup *mem;
126         struct cgroup_subsys_state *css;
127         unsigned long ino;
128
129         if (!hwpoison_filter_memcg)
130                 return 0;
131
132         mem = try_get_mem_cgroup_from_page(p);
133         if (!mem)
134                 return -EINVAL;
135
136         css = mem_cgroup_css(mem);
137         /* root_mem_cgroup has NULL dentries */
138         if (!css->cgroup->dentry)
139                 return -EINVAL;
140
141         ino = css->cgroup->dentry->d_inode->i_ino;
142         css_put(css);
143
144         if (ino != hwpoison_filter_memcg)
145                 return -EINVAL;
146
147         return 0;
148 }
149 #else
150 static int hwpoison_filter_task(struct page *p) { return 0; }
151 #endif
152
153 int hwpoison_filter(struct page *p)
154 {
155         if (!hwpoison_filter_enable)
156                 return 0;
157
158         if (hwpoison_filter_dev(p))
159                 return -EINVAL;
160
161         if (hwpoison_filter_flags(p))
162                 return -EINVAL;
163
164         if (hwpoison_filter_task(p))
165                 return -EINVAL;
166
167         return 0;
168 }
169 #else
170 int hwpoison_filter(struct page *p)
171 {
172         return 0;
173 }
174 #endif
175
176 EXPORT_SYMBOL_GPL(hwpoison_filter);
177
178 /*
179  * Send all the processes who have the page mapped an ``action optional''
180  * signal.
181  */
182 static int kill_proc_ao(struct task_struct *t, unsigned long addr, int trapno,
183                         unsigned long pfn)
184 {
185         struct siginfo si;
186         int ret;
187
188         printk(KERN_ERR
189                 "MCE %#lx: Killing %s:%d early due to hardware memory corruption\n",
190                 pfn, t->comm, t->pid);
191         si.si_signo = SIGBUS;
192         si.si_errno = 0;
193         si.si_code = BUS_MCEERR_AO;
194         si.si_addr = (void *)addr;
195 #ifdef __ARCH_SI_TRAPNO
196         si.si_trapno = trapno;
197 #endif
198         si.si_addr_lsb = PAGE_SHIFT;
199         /*
200          * Don't use force here, it's convenient if the signal
201          * can be temporarily blocked.
202          * This could cause a loop when the user sets SIGBUS
203          * to SIG_IGN, but hopefully noone will do that?
204          */
205         ret = send_sig_info(SIGBUS, &si, t);  /* synchronous? */
206         if (ret < 0)
207                 printk(KERN_INFO "MCE: Error sending signal to %s:%d: %d\n",
208                        t->comm, t->pid, ret);
209         return ret;
210 }
211
212 /*
213  * When a unknown page type is encountered drain as many buffers as possible
214  * in the hope to turn the page into a LRU or free page, which we can handle.
215  */
216 void shake_page(struct page *p, int access)
217 {
218         if (!PageSlab(p)) {
219                 lru_add_drain_all();
220                 if (PageLRU(p))
221                         return;
222                 drain_all_pages();
223                 if (PageLRU(p) || is_free_buddy_page(p))
224                         return;
225         }
226
227         /*
228          * Only all shrink_slab here (which would also
229          * shrink other caches) if access is not potentially fatal.
230          */
231         if (access) {
232                 int nr;
233                 do {
234                         nr = shrink_slab(1000, GFP_KERNEL, 1000);
235                         if (page_count(p) == 0)
236                                 break;
237                 } while (nr > 10);
238         }
239 }
240 EXPORT_SYMBOL_GPL(shake_page);
241
242 /*
243  * Kill all processes that have a poisoned page mapped and then isolate
244  * the page.
245  *
246  * General strategy:
247  * Find all processes having the page mapped and kill them.
248  * But we keep a page reference around so that the page is not
249  * actually freed yet.
250  * Then stash the page away
251  *
252  * There's no convenient way to get back to mapped processes
253  * from the VMAs. So do a brute-force search over all
254  * running processes.
255  *
256  * Remember that machine checks are not common (or rather
257  * if they are common you have other problems), so this shouldn't
258  * be a performance issue.
259  *
260  * Also there are some races possible while we get from the
261  * error detection to actually handle it.
262  */
263
264 struct to_kill {
265         struct list_head nd;
266         struct task_struct *tsk;
267         unsigned long addr;
268         unsigned addr_valid:1;
269 };
270
271 /*
272  * Failure handling: if we can't find or can't kill a process there's
273  * not much we can do.  We just print a message and ignore otherwise.
274  */
275
276 /*
277  * Schedule a process for later kill.
278  * Uses GFP_ATOMIC allocations to avoid potential recursions in the VM.
279  * TBD would GFP_NOIO be enough?
280  */
281 static void add_to_kill(struct task_struct *tsk, struct page *p,
282                        struct vm_area_struct *vma,
283                        struct list_head *to_kill,
284                        struct to_kill **tkc)
285 {
286         struct to_kill *tk;
287
288         if (*tkc) {
289                 tk = *tkc;
290                 *tkc = NULL;
291         } else {
292                 tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_ATOMIC);
293                 if (!tk) {
294                         printk(KERN_ERR
295                 "MCE: Out of memory while machine check handling\n");
296                         return;
297                 }
298         }
299         tk->addr = page_address_in_vma(p, vma);
300         tk->addr_valid = 1;
301
302         /*
303          * In theory we don't have to kill when the page was
304          * munmaped. But it could be also a mremap. Since that's
305          * likely very rare kill anyways just out of paranoia, but use
306          * a SIGKILL because the error is not contained anymore.
307          */
308         if (tk->addr == -EFAULT) {
309                 pr_debug("MCE: Unable to find user space address %lx in %s\n",
310                         page_to_pfn(p), tsk->comm);
311                 tk->addr_valid = 0;
312         }
313         get_task_struct(tsk);
314         tk->tsk = tsk;
315         list_add_tail(&tk->nd, to_kill);
316 }
317
318 /*
319  * Kill the processes that have been collected earlier.
320  *
321  * Only do anything when DOIT is set, otherwise just free the list
322  * (this is used for clean pages which do not need killing)
323  * Also when FAIL is set do a force kill because something went
324  * wrong earlier.
325  */
326 static void kill_procs_ao(struct list_head *to_kill, int doit, int trapno,
327                           int fail, unsigned long pfn)
328 {
329         struct to_kill *tk, *next;
330
331         list_for_each_entry_safe (tk, next, to_kill, nd) {
332                 if (doit) {
333                         /*
334                          * In case something went wrong with munmapping
335                          * make sure the process doesn't catch the
336                          * signal and then access the memory. Just kill it.
337                          */
338                         if (fail || tk->addr_valid == 0) {
339                                 printk(KERN_ERR
340                 "MCE %#lx: forcibly killing %s:%d because of failure to unmap corrupted page\n",
341                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
342                                 force_sig(SIGKILL, tk->tsk);
343                         }
344
345                         /*
346                          * In theory the process could have mapped
347                          * something else on the address in-between. We could
348                          * check for that, but we need to tell the
349                          * process anyways.
350                          */
351                         else if (kill_proc_ao(tk->tsk, tk->addr, trapno,
352                                               pfn) < 0)
353                                 printk(KERN_ERR
354                 "MCE %#lx: Cannot send advisory machine check signal to %s:%d\n",
355                                         pfn, tk->tsk->comm, tk->tsk->pid);
356                 }
357                 put_task_struct(tk->tsk);
358                 kfree(tk);
359         }
360 }
361
362 static int task_early_kill(struct task_struct *tsk)
363 {
364         if (!tsk->mm)
365                 return 0;
366         if (tsk->flags & PF_MCE_PROCESS)
367                 return !!(tsk->flags & PF_MCE_EARLY);
368         return sysctl_memory_failure_early_kill;
369 }
370
371 /*
372  * Collect processes when the error hit an anonymous page.
373  */
374 static void collect_procs_anon(struct page *page, struct list_head *to_kill,
375                               struct to_kill **tkc)
376 {
377         struct vm_area_struct *vma;
378         struct task_struct *tsk;
379         struct anon_vma *av;
380
381         read_lock(&tasklist_lock);
382         av = page_lock_anon_vma(page);
383         if (av == NULL) /* Not actually mapped anymore */
384                 goto out;
385         for_each_process (tsk) {
386                 if (!task_early_kill(tsk))
387                         continue;
388                 list_for_each_entry (vma, &av->head, anon_vma_node) {
389                         if (!page_mapped_in_vma(page, vma))
390                                 continue;
391                         if (vma->vm_mm == tsk->mm)
392                                 add_to_kill(tsk, page, vma, to_kill, tkc);
393                 }
394         }
395         page_unlock_anon_vma(av);
396 out:
397         read_unlock(&tasklist_lock);
398 }
399
400 /*
401  * Collect processes when the error hit a file mapped page.
402  */
403 static void collect_procs_file(struct page *page, struct list_head *to_kill,
404                               struct to_kill **tkc)
405 {
406         struct vm_area_struct *vma;
407         struct task_struct *tsk;
408         struct prio_tree_iter iter;
409         struct address_space *mapping = page->mapping;
410
411         /*
412          * A note on the locking order between the two locks.
413          * We don't rely on this particular order.
414          * If you have some other code that needs a different order
415          * feel free to switch them around. Or add a reverse link
416          * from mm_struct to task_struct, then this could be all
417          * done without taking tasklist_lock and looping over all tasks.
418          */
419
420         read_lock(&tasklist_lock);
421         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
422         for_each_process(tsk) {
423                 pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
424
425                 if (!task_early_kill(tsk))
426                         continue;
427
428                 vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff,
429                                       pgoff) {
430                         /*
431                          * Send early kill signal to tasks where a vma covers
432                          * the page but the corrupted page is not necessarily
433                          * mapped it in its pte.
434                          * Assume applications who requested early kill want
435                          * to be informed of all such data corruptions.
436                          */
437                         if (vma->vm_mm == tsk->mm)
438                                 add_to_kill(tsk, page, vma, to_kill, tkc);
439                 }
440         }
441         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
442         read_unlock(&tasklist_lock);
443 }
444
445 /*
446  * Collect the processes who have the corrupted page mapped to kill.
447  * This is done in two steps for locking reasons.
448  * First preallocate one tokill structure outside the spin locks,
449  * so that we can kill at least one process reasonably reliable.
450  */
451 static void collect_procs(struct page *page, struct list_head *tokill)
452 {
453         struct to_kill *tk;
454
455         if (!page->mapping)
456                 return;
457
458         tk = kmalloc(sizeof(struct to_kill), GFP_NOIO);
459         if (!tk)
460                 return;
461         if (PageAnon(page))
462                 collect_procs_anon(page, tokill, &tk);
463         else
464                 collect_procs_file(page, tokill, &tk);
465         kfree(tk);
466 }
467
468 /*
469  * Error handlers for various types of pages.
470  */
471
472 enum outcome {
473         IGNORED,        /* Error: cannot be handled */
474         FAILED,         /* Error: handling failed */
475         DELAYED,        /* Will be handled later */
476         RECOVERED,      /* Successfully recovered */
477 };
478
479 static const char *action_name[] = {
480         [IGNORED] = "Ignored",
481         [FAILED] = "Failed",
482         [DELAYED] = "Delayed",
483         [RECOVERED] = "Recovered",
484 };
485
486 /*
487  * XXX: It is possible that a page is isolated from LRU cache,
488  * and then kept in swap cache or failed to remove from page cache.
489  * The page count will stop it from being freed by unpoison.
490  * Stress tests should be aware of this memory leak problem.
491  */
492 static int delete_from_lru_cache(struct page *p)
493 {
494         if (!isolate_lru_page(p)) {
495                 /*
496                  * Clear sensible page flags, so that the buddy system won't
497                  * complain when the page is unpoison-and-freed.
498                  */
499                 ClearPageActive(p);
500                 ClearPageUnevictable(p);
501                 /*
502                  * drop the page count elevated by isolate_lru_page()
503                  */
504                 page_cache_release(p);
505                 return 0;
506         }
507         return -EIO;
508 }
509
510 /*
511  * Error hit kernel page.
512  * Do nothing, try to be lucky and not touch this instead. For a few cases we
513  * could be more sophisticated.
514  */
515 static int me_kernel(struct page *p, unsigned long pfn)
516 {
517         return IGNORED;
518 }
519
520 /*
521  * Page in unknown state. Do nothing.
522  */
523 static int me_unknown(struct page *p, unsigned long pfn)
524 {
525         printk(KERN_ERR "MCE %#lx: Unknown page state\n", pfn);
526         return FAILED;
527 }
528
529 /*
530  * Clean (or cleaned) page cache page.
531  */
532 static int me_pagecache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
533 {
534         int err;
535         int ret = FAILED;
536         struct address_space *mapping;
537
538         delete_from_lru_cache(p);
539
540         /*
541          * For anonymous pages we're done the only reference left
542          * should be the one m_f() holds.
543          */
544         if (PageAnon(p))
545                 return RECOVERED;
546
547         /*
548          * Now truncate the page in the page cache. This is really
549          * more like a "temporary hole punch"
550          * Don't do this for block devices when someone else
551          * has a reference, because it could be file system metadata
552          * and that's not safe to truncate.
553          */
554         mapping = page_mapping(p);
555         if (!mapping) {
556                 /*
557                  * Page has been teared down in the meanwhile
558                  */
559                 return FAILED;
560         }
561
562         /*
563          * Truncation is a bit tricky. Enable it per file system for now.
564          *
565          * Open: to take i_mutex or not for this? Right now we don't.
566          */
567         if (mapping->a_ops->error_remove_page) {
568                 err = mapping->a_ops->error_remove_page(mapping, p);
569                 if (err != 0) {
570                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to punch page: %d\n",
571                                         pfn, err);
572                 } else if (page_has_private(p) &&
573                                 !try_to_release_page(p, GFP_NOIO)) {
574                         pr_debug("MCE %#lx: failed to release buffers\n", pfn);
575                 } else {
576                         ret = RECOVERED;
577                 }
578         } else {
579                 /*
580                  * If the file system doesn't support it just invalidate
581                  * This fails on dirty or anything with private pages
582                  */
583                 if (invalidate_inode_page(p))
584                         ret = RECOVERED;
585                 else
586                         printk(KERN_INFO "MCE %#lx: Failed to invalidate\n",
587                                 pfn);
588         }
589         return ret;
590 }
591
592 /*
593  * Dirty cache page page
594  * Issues: when the error hit a hole page the error is not properly
595  * propagated.
596  */
597 static int me_pagecache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
598 {
599         struct address_space *mapping = page_mapping(p);
600
601         SetPageError(p);
602         /* TBD: print more information about the file. */
603         if (mapping) {
604                 /*
605                  * IO error will be reported by write(), fsync(), etc.
606                  * who check the mapping.
607                  * This way the application knows that something went
608                  * wrong with its dirty file data.
609                  *
610                  * There's one open issue:
611                  *
612                  * The EIO will be only reported on the next IO
613                  * operation and then cleared through the IO map.
614                  * Normally Linux has two mechanisms to pass IO error
615                  * first through the AS_EIO flag in the address space
616                  * and then through the PageError flag in the page.
617                  * Since we drop pages on memory failure handling the
618                  * only mechanism open to use is through AS_AIO.
619                  *
620                  * This has the disadvantage that it gets cleared on
621                  * the first operation that returns an error, while
622                  * the PageError bit is more sticky and only cleared
623                  * when the page is reread or dropped.  If an
624                  * application assumes it will always get error on
625                  * fsync, but does other operations on the fd before
626                  * and the page is dropped inbetween then the error
627                  * will not be properly reported.
628                  *
629                  * This can already happen even without hwpoisoned
630                  * pages: first on metadata IO errors (which only
631                  * report through AS_EIO) or when the page is dropped
632                  * at the wrong time.
633                  *
634                  * So right now we assume that the application DTRT on
635                  * the first EIO, but we're not worse than other parts
636                  * of the kernel.
637                  */
638                 mapping_set_error(mapping, EIO);
639         }
640
641         return me_pagecache_clean(p, pfn);
642 }
643
644 /*
645  * Clean and dirty swap cache.
646  *
647  * Dirty swap cache page is tricky to handle. The page could live both in page
648  * cache and swap cache(ie. page is freshly swapped in). So it could be
649  * referenced concurrently by 2 types of PTEs:
650  * normal PTEs and swap PTEs. We try to handle them consistently by calling
651  * try_to_unmap(TTU_IGNORE_HWPOISON) to convert the normal PTEs to swap PTEs,
652  * and then
653  *      - clear dirty bit to prevent IO
654  *      - remove from LRU
655  *      - but keep in the swap cache, so that when we return to it on
656  *        a later page fault, we know the application is accessing
657  *        corrupted data and shall be killed (we installed simple
658  *        interception code in do_swap_page to catch it).
659  *
660  * Clean swap cache pages can be directly isolated. A later page fault will
661  * bring in the known good data from disk.
662  */
663 static int me_swapcache_dirty(struct page *p, unsigned long pfn)
664 {
665         ClearPageDirty(p);
666         /* Trigger EIO in shmem: */
667         ClearPageUptodate(p);
668
669         if (!delete_from_lru_cache(p))
670                 return DELAYED;
671         else
672                 return FAILED;
673 }
674
675 static int me_swapcache_clean(struct page *p, unsigned long pfn)
676 {
677         delete_from_swap_cache(p);
678
679         if (!delete_from_lru_cache(p))
680                 return RECOVERED;
681         else
682                 return FAILED;
683 }
684
685 /*
686  * Huge pages. Needs work.
687  * Issues:
688  * No rmap support so we cannot find the original mapper. In theory could walk
689  * all MMs and look for the mappings, but that would be non atomic and racy.
690  * Need rmap for hugepages for this. Alternatively we could employ a heuristic,
691  * like just walking the current process and hoping it has it mapped (that
692  * should be usually true for the common "shared database cache" case)
693  * Should handle free huge pages and dequeue them too, but this needs to
694  * handle huge page accounting correctly.
695  */
696 static int me_huge_page(struct page *p, unsigned long pfn)
697 {
698         return FAILED;
699 }
700
701 /*
702  * Various page states we can handle.
703  *
704  * A page state is defined by its current page->flags bits.
705  * The table matches them in order and calls the right handler.
706  *
707  * This is quite tricky because we can access page at any time
708  * in its live cycle, so all accesses have to be extremly careful.
709  *
710  * This is not complete. More states could be added.
711  * For any missing state don't attempt recovery.
712  */
713
714 #define dirty           (1UL << PG_dirty)
715 #define sc              (1UL << PG_swapcache)
716 #define unevict         (1UL << PG_unevictable)
717 #define mlock           (1UL << PG_mlocked)
718 #define writeback       (1UL << PG_writeback)
719 #define lru             (1UL << PG_lru)
720 #define swapbacked      (1UL << PG_swapbacked)
721 #define head            (1UL << PG_head)
722 #define tail            (1UL << PG_tail)
723 #define compound        (1UL << PG_compound)
724 #define slab            (1UL << PG_slab)
725 #define reserved        (1UL << PG_reserved)
726
727 static struct page_state {
728         unsigned long mask;
729         unsigned long res;
730         char *msg;
731         int (*action)(struct page *p, unsigned long pfn);
732 } error_states[] = {
733         { reserved,     reserved,       "reserved kernel",      me_kernel },
734         /*
735          * free pages are specially detected outside this table:
736          * PG_buddy pages only make a small fraction of all free pages.
737          */
738
739         /*
740          * Could in theory check if slab page is free or if we can drop
741          * currently unused objects without touching them. But just
742          * treat it as standard kernel for now.
743          */
744         { slab,         slab,           "kernel slab",  me_kernel },
745
746 #ifdef CONFIG_PAGEFLAGS_EXTENDED
747         { head,         head,           "huge",         me_huge_page },
748         { tail,         tail,           "huge",         me_huge_page },
749 #else
750         { compound,     compound,       "huge",         me_huge_page },
751 #endif
752
753         { sc|dirty,     sc|dirty,       "swapcache",    me_swapcache_dirty },
754         { sc|dirty,     sc,             "swapcache",    me_swapcache_clean },
755
756         { unevict|dirty, unevict|dirty, "unevictable LRU", me_pagecache_dirty},
757         { unevict,      unevict,        "unevictable LRU", me_pagecache_clean},
758
759         { mlock|dirty,  mlock|dirty,    "mlocked LRU",  me_pagecache_dirty },
760         { mlock,        mlock,          "mlocked LRU",  me_pagecache_clean },
761
762         { lru|dirty,    lru|dirty,      "LRU",          me_pagecache_dirty },
763         { lru|dirty,    lru,            "clean LRU",    me_pagecache_clean },
764
765         /*
766          * Catchall entry: must be at end.
767          */
768         { 0,            0,              "unknown page state",   me_unknown },
769 };
770
771 #undef dirty
772 #undef sc
773 #undef unevict
774 #undef mlock
775 #undef writeback
776 #undef lru
777 #undef swapbacked
778 #undef head
779 #undef tail
780 #undef compound
781 #undef slab
782 #undef reserved
783
784 static void action_result(unsigned long pfn, char *msg, int result)
785 {
786         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
787
788         printk(KERN_ERR "MCE %#lx: %s%s page recovery: %s\n",
789                 pfn,
790                 PageDirty(page) ? "dirty " : "",
791                 msg, action_name[result]);
792 }
793
794 static int page_action(struct page_state *ps, struct page *p,
795                         unsigned long pfn)
796 {
797         int result;
798         int count;
799
800         result = ps->action(p, pfn);
801         action_result(pfn, ps->msg, result);
802
803         count = page_count(p) - 1;
804         if (ps->action == me_swapcache_dirty && result == DELAYED)
805                 count--;
806         if (count != 0) {
807                 printk(KERN_ERR
808                        "MCE %#lx: %s page still referenced by %d users\n",
809                        pfn, ps->msg, count);
810                 result = FAILED;
811         }
812
813         /* Could do more checks here if page looks ok */
814         /*
815          * Could adjust zone counters here to correct for the missing page.
816          */
817
818         return (result == RECOVERED || result == DELAYED) ? 0 : -EBUSY;
819 }
820
821 #define N_UNMAP_TRIES 5
822
823 /*
824  * Do all that is necessary to remove user space mappings. Unmap
825  * the pages and send SIGBUS to the processes if the data was dirty.
826  */
827 static int hwpoison_user_mappings(struct page *p, unsigned long pfn,
828                                   int trapno)
829 {
830         enum ttu_flags ttu = TTU_UNMAP | TTU_IGNORE_MLOCK | TTU_IGNORE_ACCESS;
831         struct address_space *mapping;
832         LIST_HEAD(tokill);
833         int ret;
834         int i;
835         int kill = 1;
836
837         if (PageReserved(p) || PageSlab(p))
838                 return SWAP_SUCCESS;
839
840         /*
841          * This check implies we don't kill processes if their pages
842          * are in the swap cache early. Those are always late kills.
843          */
844         if (!page_mapped(p))
845                 return SWAP_SUCCESS;
846
847         if (PageCompound(p) || PageKsm(p))
848                 return SWAP_FAIL;
849
850         if (PageSwapCache(p)) {
851                 printk(KERN_ERR
852                        "MCE %#lx: keeping poisoned page in swap cache\n", pfn);
853                 ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
854         }
855
856         /*
857          * Propagate the dirty bit from PTEs to struct page first, because we
858          * need this to decide if we should kill or just drop the page.
859          * XXX: the dirty test could be racy: set_page_dirty() may not always
860          * be called inside page lock (it's recommended but not enforced).
861          */
862         mapping = page_mapping(p);
863         if (!PageDirty(p) && mapping && mapping_cap_writeback_dirty(mapping)) {
864                 if (page_mkclean(p)) {
865                         SetPageDirty(p);
866                 } else {
867                         kill = 0;
868                         ttu |= TTU_IGNORE_HWPOISON;
869                         printk(KERN_INFO
870         "MCE %#lx: corrupted page was clean: dropped without side effects\n",
871                                 pfn);
872                 }
873         }
874
875         /*
876          * First collect all the processes that have the page
877          * mapped in dirty form.  This has to be done before try_to_unmap,
878          * because ttu takes the rmap data structures down.
879          *
880          * Error handling: We ignore errors here because
881          * there's nothing that can be done.
882          */
883         if (kill)
884                 collect_procs(p, &tokill);
885
886         /*
887          * try_to_unmap can fail temporarily due to races.
888          * Try a few times (RED-PEN better strategy?)
889          */
890         for (i = 0; i < N_UNMAP_TRIES; i++) {
891                 ret = try_to_unmap(p, ttu);
892                 if (ret == SWAP_SUCCESS)
893                         break;
894                 pr_debug("MCE %#lx: try_to_unmap retry needed %d\n", pfn,  ret);
895         }
896
897         if (ret != SWAP_SUCCESS)
898                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: failed to unmap page (mapcount=%d)\n",
899                                 pfn, page_mapcount(p));
900
901         /*
902          * Now that the dirty bit has been propagated to the
903          * struct page and all unmaps done we can decide if
904          * killing is needed or not.  Only kill when the page
905          * was dirty, otherwise the tokill list is merely
906          * freed.  When there was a problem unmapping earlier
907          * use a more force-full uncatchable kill to prevent
908          * any accesses to the poisoned memory.
909          */
910         kill_procs_ao(&tokill, !!PageDirty(p), trapno,
911                       ret != SWAP_SUCCESS, pfn);
912
913         return ret;
914 }
915
916 int __memory_failure(unsigned long pfn, int trapno, int flags)
917 {
918         struct page_state *ps;
919         struct page *p;
920         int res;
921
922         if (!sysctl_memory_failure_recovery)
923                 panic("Memory failure from trap %d on page %lx", trapno, pfn);
924
925         if (!pfn_valid(pfn)) {
926                 printk(KERN_ERR
927                        "MCE %#lx: memory outside kernel control\n",
928                        pfn);
929                 return -ENXIO;
930         }
931
932         p = pfn_to_page(pfn);
933         if (TestSetPageHWPoison(p)) {
934                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: already hardware poisoned\n", pfn);
935                 return 0;
936         }
937
938         atomic_long_add(1, &mce_bad_pages);
939
940         /*
941          * We need/can do nothing about count=0 pages.
942          * 1) it's a free page, and therefore in safe hand:
943          *    prep_new_page() will be the gate keeper.
944          * 2) it's part of a non-compound high order page.
945          *    Implies some kernel user: cannot stop them from
946          *    R/W the page; let's pray that the page has been
947          *    used and will be freed some time later.
948          * In fact it's dangerous to directly bump up page count from 0,
949          * that may make page_freeze_refs()/page_unfreeze_refs() mismatch.
950          */
951         if (!(flags & MF_COUNT_INCREASED) &&
952                 !get_page_unless_zero(compound_head(p))) {
953                 if (is_free_buddy_page(p)) {
954                         action_result(pfn, "free buddy", DELAYED);
955                         return 0;
956                 } else {
957                         action_result(pfn, "high order kernel", IGNORED);
958                         return -EBUSY;
959                 }
960         }
961
962         /*
963          * We ignore non-LRU pages for good reasons.
964          * - PG_locked is only well defined for LRU pages and a few others
965          * - to avoid races with __set_page_locked()
966          * - to avoid races with __SetPageSlab*() (and more non-atomic ops)
967          * The check (unnecessarily) ignores LRU pages being isolated and
968          * walked by the page reclaim code, however that's not a big loss.
969          */
970         if (!PageLRU(p))
971                 shake_page(p, 0);
972         if (!PageLRU(p)) {
973                 /*
974                  * shake_page could have turned it free.
975                  */
976                 if (is_free_buddy_page(p)) {
977                         action_result(pfn, "free buddy, 2nd try", DELAYED);
978                         return 0;
979                 }
980                 action_result(pfn, "non LRU", IGNORED);
981                 put_page(p);
982                 return -EBUSY;
983         }
984
985         /*
986          * Lock the page and wait for writeback to finish.
987          * It's very difficult to mess with pages currently under IO
988          * and in many cases impossible, so we just avoid it here.
989          */
990         lock_page_nosync(p);
991
992         /*
993          * unpoison always clear PG_hwpoison inside page lock
994          */
995         if (!PageHWPoison(p)) {
996                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: just unpoisoned\n", pfn);
997                 res = 0;
998                 goto out;
999         }
1000         if (hwpoison_filter(p)) {
1001                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1002                         atomic_long_dec(&mce_bad_pages);
1003                 unlock_page(p);
1004                 put_page(p);
1005                 return 0;
1006         }
1007
1008         wait_on_page_writeback(p);
1009
1010         /*
1011          * Now take care of user space mappings.
1012          * Abort on fail: __remove_from_page_cache() assumes unmapped page.
1013          */
1014         if (hwpoison_user_mappings(p, pfn, trapno) != SWAP_SUCCESS) {
1015                 printk(KERN_ERR "MCE %#lx: cannot unmap page, give up\n", pfn);
1016                 res = -EBUSY;
1017                 goto out;
1018         }
1019
1020         /*
1021          * Torn down by someone else?
1022          */
1023         if (PageLRU(p) && !PageSwapCache(p) && p->mapping == NULL) {
1024                 action_result(pfn, "already truncated LRU", IGNORED);
1025                 res = -EBUSY;
1026                 goto out;
1027         }
1028
1029         res = -EBUSY;
1030         for (ps = error_states;; ps++) {
1031                 if ((p->flags & ps->mask) == ps->res) {
1032                         res = page_action(ps, p, pfn);
1033                         break;
1034                 }
1035         }
1036 out:
1037         unlock_page(p);
1038         return res;
1039 }
1040 EXPORT_SYMBOL_GPL(__memory_failure);
1041
1042 /**
1043  * memory_failure - Handle memory failure of a page.
1044  * @pfn: Page Number of the corrupted page
1045  * @trapno: Trap number reported in the signal to user space.
1046  *
1047  * This function is called by the low level machine check code
1048  * of an architecture when it detects hardware memory corruption
1049  * of a page. It tries its best to recover, which includes
1050  * dropping pages, killing processes etc.
1051  *
1052  * The function is primarily of use for corruptions that
1053  * happen outside the current execution context (e.g. when
1054  * detected by a background scrubber)
1055  *
1056  * Must run in process context (e.g. a work queue) with interrupts
1057  * enabled and no spinlocks hold.
1058  */
1059 void memory_failure(unsigned long pfn, int trapno)
1060 {
1061         __memory_failure(pfn, trapno, 0);
1062 }
1063
1064 /**
1065  * unpoison_memory - Unpoison a previously poisoned page
1066  * @pfn: Page number of the to be unpoisoned page
1067  *
1068  * Software-unpoison a page that has been poisoned by
1069  * memory_failure() earlier.
1070  *
1071  * This is only done on the software-level, so it only works
1072  * for linux injected failures, not real hardware failures
1073  *
1074  * Returns 0 for success, otherwise -errno.
1075  */
1076 int unpoison_memory(unsigned long pfn)
1077 {
1078         struct page *page;
1079         struct page *p;
1080         int freeit = 0;
1081
1082         if (!pfn_valid(pfn))
1083                 return -ENXIO;
1084
1085         p = pfn_to_page(pfn);
1086         page = compound_head(p);
1087
1088         if (!PageHWPoison(p)) {
1089                 pr_debug("MCE: Page was already unpoisoned %#lx\n", pfn);
1090                 return 0;
1091         }
1092
1093         if (!get_page_unless_zero(page)) {
1094                 if (TestClearPageHWPoison(p))
1095                         atomic_long_dec(&mce_bad_pages);
1096                 pr_debug("MCE: Software-unpoisoned free page %#lx\n", pfn);
1097                 return 0;
1098         }
1099
1100         lock_page_nosync(page);
1101         /*
1102          * This test is racy because PG_hwpoison is set outside of page lock.
1103          * That's acceptable because that won't trigger kernel panic. Instead,
1104          * the PG_hwpoison page will be caught and isolated on the entrance to
1105          * the free buddy page pool.
1106          */
1107         if (TestClearPageHWPoison(p)) {
1108                 pr_debug("MCE: Software-unpoisoned page %#lx\n", pfn);
1109                 atomic_long_dec(&mce_bad_pages);
1110                 freeit = 1;
1111         }
1112         unlock_page(page);
1113
1114         put_page(page);
1115         if (freeit)
1116                 put_page(page);
1117
1118         return 0;
1119 }
1120 EXPORT_SYMBOL(unpoison_memory);
1121
1122 static struct page *new_page(struct page *p, unsigned long private, int **x)
1123 {
1124         int nid = page_to_nid(p);
1125         return alloc_pages_exact_node(nid, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1126 }
1127
1128 /*
1129  * Safely get reference count of an arbitrary page.
1130  * Returns 0 for a free page, -EIO for a zero refcount page
1131  * that is not free, and 1 for any other page type.
1132  * For 1 the page is returned with increased page count, otherwise not.
1133  */
1134 static int get_any_page(struct page *p, unsigned long pfn, int flags)
1135 {
1136         int ret;
1137
1138         if (flags & MF_COUNT_INCREASED)
1139                 return 1;
1140
1141         /*
1142          * The lock_system_sleep prevents a race with memory hotplug,
1143          * because the isolation assumes there's only a single user.
1144          * This is a big hammer, a better would be nicer.
1145          */
1146         lock_system_sleep();
1147
1148         /*
1149          * Isolate the page, so that it doesn't get reallocated if it
1150          * was free.
1151          */
1152         set_migratetype_isolate(p);
1153         if (!get_page_unless_zero(compound_head(p))) {
1154                 if (is_free_buddy_page(p)) {
1155                         pr_debug("get_any_page: %#lx free buddy page\n", pfn);
1156                         /* Set hwpoison bit while page is still isolated */
1157                         SetPageHWPoison(p);
1158                         ret = 0;
1159                 } else {
1160                         pr_debug("get_any_page: %#lx: unknown zero refcount page type %lx\n",
1161                                 pfn, p->flags);
1162                         ret = -EIO;
1163                 }
1164         } else {
1165                 /* Not a free page */
1166                 ret = 1;
1167         }
1168         unset_migratetype_isolate(p);
1169         unlock_system_sleep();
1170         return ret;
1171 }
1172
1173 /**
1174  * soft_offline_page - Soft offline a page.
1175  * @page: page to offline
1176  * @flags: flags. Same as memory_failure().
1177  *
1178  * Returns 0 on success, otherwise negated errno.
1179  *
1180  * Soft offline a page, by migration or invalidation,
1181  * without killing anything. This is for the case when
1182  * a page is not corrupted yet (so it's still valid to access),
1183  * but has had a number of corrected errors and is better taken
1184  * out.
1185  *
1186  * The actual policy on when to do that is maintained by
1187  * user space.
1188  *
1189  * This should never impact any application or cause data loss,
1190  * however it might take some time.
1191  *
1192  * This is not a 100% solution for all memory, but tries to be
1193  * ``good enough'' for the majority of memory.
1194  */
1195 int soft_offline_page(struct page *page, int flags)
1196 {
1197         int ret;
1198         unsigned long pfn = page_to_pfn(page);
1199
1200         ret = get_any_page(page, pfn, flags);
1201         if (ret < 0)
1202                 return ret;
1203         if (ret == 0)
1204                 goto done;
1205
1206         /*
1207          * Page cache page we can handle?
1208          */
1209         if (!PageLRU(page)) {
1210                 /*
1211                  * Try to free it.
1212                  */
1213                 put_page(page);
1214                 shake_page(page, 1);
1215
1216                 /*
1217                  * Did it turn free?
1218                  */
1219                 ret = get_any_page(page, pfn, 0);
1220                 if (ret < 0)
1221                         return ret;
1222                 if (ret == 0)
1223                         goto done;
1224         }
1225         if (!PageLRU(page)) {
1226                 pr_debug("soft_offline: %#lx: unknown non LRU page type %lx\n",
1227                                 pfn, page->flags);
1228                 return -EIO;
1229         }
1230
1231         lock_page(page);
1232         wait_on_page_writeback(page);
1233
1234         /*
1235          * Synchronized using the page lock with memory_failure()
1236          */
1237         if (PageHWPoison(page)) {
1238                 unlock_page(page);
1239                 put_page(page);
1240                 pr_debug("soft offline: %#lx page already poisoned\n", pfn);
1241                 return -EBUSY;
1242         }
1243
1244         /*
1245          * Try to invalidate first. This should work for
1246          * non dirty unmapped page cache pages.
1247          */
1248         ret = invalidate_inode_page(page);
1249         unlock_page(page);
1250
1251         /*
1252          * Drop count because page migration doesn't like raised
1253          * counts. The page could get re-allocated, but if it becomes
1254          * LRU the isolation will just fail.
1255          * RED-PEN would be better to keep it isolated here, but we
1256          * would need to fix isolation locking first.
1257          */
1258         put_page(page);
1259         if (ret == 1) {
1260                 ret = 0;
1261                 pr_debug("soft_offline: %#lx: invalidated\n", pfn);
1262                 goto done;
1263         }
1264
1265         /*
1266          * Simple invalidation didn't work.
1267          * Try to migrate to a new page instead. migrate.c
1268          * handles a large number of cases for us.
1269          */
1270         ret = isolate_lru_page(page);
1271         if (!ret) {
1272                 LIST_HEAD(pagelist);
1273
1274                 list_add(&page->lru, &pagelist);
1275                 ret = migrate_pages(&pagelist, new_page, MPOL_MF_MOVE_ALL, 0);
1276                 if (ret) {
1277                         pr_debug("soft offline: %#lx: migration failed %d, type %lx\n",
1278                                 pfn, ret, page->flags);
1279                         if (ret > 0)
1280                                 ret = -EIO;
1281                 }
1282         } else {
1283                 pr_debug("soft offline: %#lx: isolation failed: %d, page count %d, type %lx\n",
1284                                 pfn, ret, page_count(page), page->flags);
1285         }
1286         if (ret)
1287                 return ret;
1288
1289 done:
1290         atomic_long_add(1, &mce_bad_pages);
1291         SetPageHWPoison(page);
1292         /* keep elevated page count for bad page */
1293         return ret;
1294 }