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