drm/amdgpu/psp: move PSP memory alloc from hw_init to sw_init
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memory_hotplug.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
4  *
5  *  Copyright (C)
6  */
7
8 #include <linux/stddef.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/sched/signal.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/export.h>
16 #include <linux/pagevec.h>
17 #include <linux/writeback.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/sysctl.h>
20 #include <linux/cpu.h>
21 #include <linux/memory.h>
22 #include <linux/memremap.h>
23 #include <linux/memory_hotplug.h>
24 #include <linux/vmalloc.h>
25 #include <linux/ioport.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/migrate.h>
28 #include <linux/page-isolation.h>
29 #include <linux/pfn.h>
30 #include <linux/suspend.h>
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/firmware-map.h>
33 #include <linux/stop_machine.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/memblock.h>
36 #include <linux/compaction.h>
37 #include <linux/rmap.h>
38 #include <linux/module.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41
42 #include "internal.h"
43 #include "shuffle.h"
44
45
46 /*
47  * memory_hotplug.memmap_on_memory parameter
48  */
49 static bool memmap_on_memory __ro_after_init;
50 #ifdef CONFIG_MHP_MEMMAP_ON_MEMORY
51 module_param(memmap_on_memory, bool, 0444);
52 MODULE_PARM_DESC(memmap_on_memory, "Enable memmap on memory for memory hotplug");
53 #endif
54
55 enum {
56         ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES = 0,
57         ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE,
58 };
59
60 static const char * const online_policy_to_str[] = {
61         [ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES] = "contig-zones",
62         [ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE] = "auto-movable",
63 };
64
65 static int set_online_policy(const char *val, const struct kernel_param *kp)
66 {
67         int ret = sysfs_match_string(online_policy_to_str, val);
68
69         if (ret < 0)
70                 return ret;
71         *((int *)kp->arg) = ret;
72         return 0;
73 }
74
75 static int get_online_policy(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
76 {
77         return sprintf(buffer, "%s\n", online_policy_to_str[*((int *)kp->arg)]);
78 }
79
80 /*
81  * memory_hotplug.online_policy: configure online behavior when onlining without
82  * specifying a zone (MMOP_ONLINE)
83  *
84  * "contig-zones": keep zone contiguous
85  * "auto-movable": online memory to ZONE_MOVABLE if the configuration
86  *                 (auto_movable_ratio, auto_movable_numa_aware) allows for it
87  */
88 static int online_policy __read_mostly = ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES;
89 static const struct kernel_param_ops online_policy_ops = {
90         .set = set_online_policy,
91         .get = get_online_policy,
92 };
93 module_param_cb(online_policy, &online_policy_ops, &online_policy, 0644);
94 MODULE_PARM_DESC(online_policy,
95                 "Set the online policy (\"contig-zones\", \"auto-movable\") "
96                 "Default: \"contig-zones\"");
97
98 /*
99  * memory_hotplug.auto_movable_ratio: specify maximum MOVABLE:KERNEL ratio
100  *
101  * The ratio represent an upper limit and the kernel might decide to not
102  * online some memory to ZONE_MOVABLE -- e.g., because hotplugged KERNEL memory
103  * doesn't allow for more MOVABLE memory.
104  */
105 static unsigned int auto_movable_ratio __read_mostly = 301;
106 module_param(auto_movable_ratio, uint, 0644);
107 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_ratio,
108                 "Set the maximum ratio of MOVABLE:KERNEL memory in the system "
109                 "in percent for \"auto-movable\" online policy. Default: 301");
110
111 /*
112  * memory_hotplug.auto_movable_numa_aware: consider numa node stats
113  */
114 #ifdef CONFIG_NUMA
115 static bool auto_movable_numa_aware __read_mostly = true;
116 module_param(auto_movable_numa_aware, bool, 0644);
117 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_numa_aware,
118                 "Consider numa node stats in addition to global stats in "
119                 "\"auto-movable\" online policy. Default: true");
120 #endif /* CONFIG_NUMA */
121
122 /*
123  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
124  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
125  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
126  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
127  */
128
129 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
130 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
131
132 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
133
134 void get_online_mems(void)
135 {
136         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
137 }
138
139 void put_online_mems(void)
140 {
141         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
142 }
143
144 bool movable_node_enabled = false;
145
146 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
147 int mhp_default_online_type = MMOP_OFFLINE;
148 #else
149 int mhp_default_online_type = MMOP_ONLINE;
150 #endif
151
152 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
153 {
154         const int online_type = mhp_online_type_from_str(str);
155
156         if (online_type >= 0)
157                 mhp_default_online_type = online_type;
158
159         return 1;
160 }
161 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
162
163 void mem_hotplug_begin(void)
164 {
165         cpus_read_lock();
166         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
167 }
168
169 void mem_hotplug_done(void)
170 {
171         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
172         cpus_read_unlock();
173 }
174
175 u64 max_mem_size = U64_MAX;
176
177 /* add this memory to iomem resource */
178 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size,
179                                                  const char *resource_name)
180 {
181         struct resource *res;
182         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
183
184         if (strcmp(resource_name, "System RAM"))
185                 flags |= IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED;
186
187         if (!mhp_range_allowed(start, size, true))
188                 return ERR_PTR(-E2BIG);
189
190         /*
191          * Make sure value parsed from 'mem=' only restricts memory adding
192          * while booting, so that memory hotplug won't be impacted. Please
193          * refer to document of 'mem=' in kernel-parameters.txt for more
194          * details.
195          */
196         if (start + size > max_mem_size && system_state < SYSTEM_RUNNING)
197                 return ERR_PTR(-E2BIG);
198
199         /*
200          * Request ownership of the new memory range.  This might be
201          * a child of an existing resource that was present but
202          * not marked as busy.
203          */
204         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
205                                resource_name, flags);
206
207         if (!res) {
208                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
209                                 start, start + size);
210                 return ERR_PTR(-EEXIST);
211         }
212         return res;
213 }
214
215 static void release_memory_resource(struct resource *res)
216 {
217         if (!res)
218                 return;
219         release_resource(res);
220         kfree(res);
221 }
222
223 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
224                 const char *reason)
225 {
226         /*
227          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
228          * allow operations smaller than a section for
229          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
230          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
231          * memory that will be marked online, so this check should only
232          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
233          * add_memory_resource().
234          */
235         unsigned long min_align;
236
237         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
238                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
239         else
240                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
241         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
242                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
243                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
244                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
245                 return -EINVAL;
246         }
247         return 0;
248 }
249
250 /*
251  * Return page for the valid pfn only if the page is online. All pfn
252  * walkers which rely on the fully initialized page->flags and others
253  * should use this rather than pfn_valid && pfn_to_page
254  */
255 struct page *pfn_to_online_page(unsigned long pfn)
256 {
257         unsigned long nr = pfn_to_section_nr(pfn);
258         struct dev_pagemap *pgmap;
259         struct mem_section *ms;
260
261         if (nr >= NR_MEM_SECTIONS)
262                 return NULL;
263
264         ms = __nr_to_section(nr);
265         if (!online_section(ms))
266                 return NULL;
267
268         /*
269          * Save some code text when online_section() +
270          * pfn_section_valid() are sufficient.
271          */
272         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) && !pfn_valid(pfn))
273                 return NULL;
274
275         if (!pfn_section_valid(ms, pfn))
276                 return NULL;
277
278         if (!online_device_section(ms))
279                 return pfn_to_page(pfn);
280
281         /*
282          * Slowpath: when ZONE_DEVICE collides with
283          * ZONE_{NORMAL,MOVABLE} within the same section some pfns in
284          * the section may be 'offline' but 'valid'. Only
285          * get_dev_pagemap() can determine sub-section online status.
286          */
287         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
288         put_dev_pagemap(pgmap);
289
290         /* The presence of a pgmap indicates ZONE_DEVICE offline pfn */
291         if (pgmap)
292                 return NULL;
293
294         return pfn_to_page(pfn);
295 }
296 EXPORT_SYMBOL_GPL(pfn_to_online_page);
297
298 /*
299  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
300  * expected that archs that support memory hotplug will
301  * call this function after deciding the zone to which to
302  * add the new pages.
303  */
304 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
305                 struct mhp_params *params)
306 {
307         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
308         unsigned long cur_nr_pages;
309         int err;
310         struct vmem_altmap *altmap = params->altmap;
311
312         if (WARN_ON_ONCE(!params->pgprot.pgprot))
313                 return -EINVAL;
314
315         VM_BUG_ON(!mhp_range_allowed(PFN_PHYS(pfn), nr_pages * PAGE_SIZE, false));
316
317         if (altmap) {
318                 /*
319                  * Validate altmap is within bounds of the total request
320                  */
321                 if (altmap->base_pfn != pfn
322                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
323                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
324                         return -EINVAL;
325                 }
326                 altmap->alloc = 0;
327         }
328
329         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
330         if (err)
331                 return err;
332
333         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
334                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
335                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
336                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
337                 err = sparse_add_section(nid, pfn, cur_nr_pages, altmap);
338                 if (err)
339                         break;
340                 cond_resched();
341         }
342         vmemmap_populate_print_last();
343         return err;
344 }
345
346 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
347 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
348                                      unsigned long start_pfn,
349                                      unsigned long end_pfn)
350 {
351         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
352                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
353                         continue;
354
355                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
356                         continue;
357
358                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
359                         continue;
360
361                 return start_pfn;
362         }
363
364         return 0;
365 }
366
367 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
368 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
369                                     unsigned long start_pfn,
370                                     unsigned long end_pfn)
371 {
372         unsigned long pfn;
373
374         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
375         pfn = end_pfn - 1;
376         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
377                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
378                         continue;
379
380                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
381                         continue;
382
383                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
384                         continue;
385
386                 return pfn;
387         }
388
389         return 0;
390 }
391
392 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
393                              unsigned long end_pfn)
394 {
395         unsigned long pfn;
396         int nid = zone_to_nid(zone);
397
398         if (zone->zone_start_pfn == start_pfn) {
399                 /*
400                  * If the section is smallest section in the zone, it need
401                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
402                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
403                  * for shrinking zone.
404                  */
405                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
406                                                 zone_end_pfn(zone));
407                 if (pfn) {
408                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn(zone) - pfn;
409                         zone->zone_start_pfn = pfn;
410                 } else {
411                         zone->zone_start_pfn = 0;
412                         zone->spanned_pages = 0;
413                 }
414         } else if (zone_end_pfn(zone) == end_pfn) {
415                 /*
416                  * If the section is biggest section in the zone, it need
417                  * shrink zone->spanned_pages.
418                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
419                  * shrinking zone.
420                  */
421                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone->zone_start_pfn,
422                                                start_pfn);
423                 if (pfn)
424                         zone->spanned_pages = pfn - zone->zone_start_pfn + 1;
425                 else {
426                         zone->zone_start_pfn = 0;
427                         zone->spanned_pages = 0;
428                 }
429         }
430 }
431
432 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
433 {
434         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
435         struct zone *zone;
436
437         for (zone = pgdat->node_zones;
438              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
439                 unsigned long end_pfn = zone_end_pfn(zone);
440
441                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
442                 if (!zone->spanned_pages)
443                         continue;
444                 if (!node_end_pfn) {
445                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
446                         node_end_pfn = end_pfn;
447                         continue;
448                 }
449
450                 if (end_pfn > node_end_pfn)
451                         node_end_pfn = end_pfn;
452                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
453                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
454         }
455
456         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
457         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
458 }
459
460 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
461                                       unsigned long start_pfn,
462                                       unsigned long nr_pages)
463 {
464         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
465         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
466         unsigned long pfn, cur_nr_pages;
467
468         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
469         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
470                 cond_resched();
471
472                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
473                 cur_nr_pages =
474                         min(end_pfn - pfn, SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
475                 page_init_poison(pfn_to_page(pfn),
476                                  sizeof(struct page) * cur_nr_pages);
477         }
478
479         /*
480          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
481          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
482          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
483          */
484         if (zone_is_zone_device(zone))
485                 return;
486
487         clear_zone_contiguous(zone);
488
489         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
490         update_pgdat_span(pgdat);
491
492         set_zone_contiguous(zone);
493 }
494
495 static void __remove_section(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
496                              unsigned long map_offset,
497                              struct vmem_altmap *altmap)
498 {
499         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
500
501         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
502                 return;
503
504         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
505 }
506
507 /**
508  * __remove_pages() - remove sections of pages
509  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
510  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
511  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
512  *
513  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
514  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
515  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
516  * calling offline_pages().
517  */
518 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
519                     struct vmem_altmap *altmap)
520 {
521         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
522         unsigned long cur_nr_pages;
523         unsigned long map_offset = 0;
524
525         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
526
527         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
528                 return;
529
530         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
531                 cond_resched();
532                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
533                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
534                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
535                 __remove_section(pfn, cur_nr_pages, map_offset, altmap);
536                 map_offset = 0;
537         }
538 }
539
540 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
541 {
542         int rc = -EINVAL;
543
544         get_online_mems();
545         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
546
547         if (online_page_callback == generic_online_page) {
548                 online_page_callback = callback;
549                 rc = 0;
550         }
551
552         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
553         put_online_mems();
554
555         return rc;
556 }
557 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
558
559 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
560 {
561         int rc = -EINVAL;
562
563         get_online_mems();
564         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
565
566         if (online_page_callback == callback) {
567                 online_page_callback = generic_online_page;
568                 rc = 0;
569         }
570
571         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
572         put_online_mems();
573
574         return rc;
575 }
576 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
577
578 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
579 {
580         /*
581          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
582          * so we should map it first. This is better than introducing a special
583          * case in page freeing fast path.
584          */
585         debug_pagealloc_map_pages(page, 1 << order);
586         __free_pages_core(page, order);
587         totalram_pages_add(1UL << order);
588 }
589 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
590
591 static void online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
592 {
593         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
594         unsigned long pfn;
595
596         /*
597          * Online the pages in MAX_ORDER - 1 aligned chunks. The callback might
598          * decide to not expose all pages to the buddy (e.g., expose them
599          * later). We account all pages as being online and belonging to this
600          * zone ("present").
601          * When using memmap_on_memory, the range might not be aligned to
602          * MAX_ORDER_NR_PAGES - 1, but pageblock aligned. __ffs() will detect
603          * this and the first chunk to online will be pageblock_nr_pages.
604          */
605         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn;) {
606                 int order = min(MAX_ORDER - 1UL, __ffs(pfn));
607
608                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
609                 pfn += (1UL << order);
610         }
611
612         /* mark all involved sections as online */
613         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
614 }
615
616 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
617 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
618         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
619 {
620         int nid = zone_to_nid(zone);
621
622         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
623         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
624
625         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
626                 arg->status_change_nid = nid;
627         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
628                 arg->status_change_nid_normal = nid;
629 }
630
631 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
632 {
633         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
634                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
635
636         if (arg->status_change_nid >= 0)
637                 node_set_state(node, N_MEMORY);
638 }
639
640 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
641                 unsigned long nr_pages)
642 {
643         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
644
645         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
646                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
647
648         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
649 }
650
651 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
652                                      unsigned long nr_pages)
653 {
654         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
655
656         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
657                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
658
659         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
660
661 }
662
663 static void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
664 {
665         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
666
667         ms->section_mem_map |= SECTION_TAINT_ZONE_DEVICE;
668 }
669
670 /*
671  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
672  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
673  * call, all affected pages are PG_reserved.
674  *
675  * All aligned pageblocks are initialized to the specified migratetype
676  * (usually MIGRATE_MOVABLE). Besides setting the migratetype, no related
677  * zone stats (e.g., nr_isolate_pageblock) are touched.
678  */
679 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
680                                   unsigned long nr_pages,
681                                   struct vmem_altmap *altmap, int migratetype)
682 {
683         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
684         int nid = pgdat->node_id;
685
686         clear_zone_contiguous(zone);
687
688         if (zone_is_empty(zone))
689                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
690         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
691         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
692
693         /*
694          * Subsection population requires care in pfn_to_online_page().
695          * Set the taint to enable the slow path detection of
696          * ZONE_DEVICE pages in an otherwise  ZONE_{NORMAL,MOVABLE}
697          * section.
698          */
699         if (zone_is_zone_device(zone)) {
700                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn, PAGES_PER_SECTION))
701                         section_taint_zone_device(start_pfn);
702                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION))
703                         section_taint_zone_device(start_pfn + nr_pages);
704         }
705
706         /*
707          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
708          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
709          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
710          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
711          */
712         memmap_init_range(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, 0,
713                          MEMINIT_HOTPLUG, altmap, migratetype);
714
715         set_zone_contiguous(zone);
716 }
717
718 struct auto_movable_stats {
719         unsigned long kernel_early_pages;
720         unsigned long movable_pages;
721 };
722
723 static void auto_movable_stats_account_zone(struct auto_movable_stats *stats,
724                                             struct zone *zone)
725 {
726         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
727                 stats->movable_pages += zone->present_pages;
728         } else {
729                 stats->kernel_early_pages += zone->present_early_pages;
730 #ifdef CONFIG_CMA
731                 /*
732                  * CMA pages (never on hotplugged memory) behave like
733                  * ZONE_MOVABLE.
734                  */
735                 stats->movable_pages += zone->cma_pages;
736                 stats->kernel_early_pages -= zone->cma_pages;
737 #endif /* CONFIG_CMA */
738         }
739 }
740 struct auto_movable_group_stats {
741         unsigned long movable_pages;
742         unsigned long req_kernel_early_pages;
743 };
744
745 static int auto_movable_stats_account_group(struct memory_group *group,
746                                            void *arg)
747 {
748         const int ratio = READ_ONCE(auto_movable_ratio);
749         struct auto_movable_group_stats *stats = arg;
750         long pages;
751
752         /*
753          * We don't support modifying the config while the auto-movable online
754          * policy is already enabled. Just avoid the division by zero below.
755          */
756         if (!ratio)
757                 return 0;
758
759         /*
760          * Calculate how many early kernel pages this group requires to
761          * satisfy the configured zone ratio.
762          */
763         pages = group->present_movable_pages * 100 / ratio;
764         pages -= group->present_kernel_pages;
765
766         if (pages > 0)
767                 stats->req_kernel_early_pages += pages;
768         stats->movable_pages += group->present_movable_pages;
769         return 0;
770 }
771
772 static bool auto_movable_can_online_movable(int nid, struct memory_group *group,
773                                             unsigned long nr_pages)
774 {
775         unsigned long kernel_early_pages, movable_pages;
776         struct auto_movable_group_stats group_stats = {};
777         struct auto_movable_stats stats = {};
778         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
779         struct zone *zone;
780         int i;
781
782         /* Walk all relevant zones and collect MOVABLE vs. KERNEL stats. */
783         if (nid == NUMA_NO_NODE) {
784                 /* TODO: cache values */
785                 for_each_populated_zone(zone)
786                         auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
787         } else {
788                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
789                         zone = pgdat->node_zones + i;
790                         if (populated_zone(zone))
791                                 auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
792                 }
793         }
794
795         kernel_early_pages = stats.kernel_early_pages;
796         movable_pages = stats.movable_pages;
797
798         /*
799          * Kernel memory inside dynamic memory group allows for more MOVABLE
800          * memory within the same group. Remove the effect of all but the
801          * current group from the stats.
802          */
803         walk_dynamic_memory_groups(nid, auto_movable_stats_account_group,
804                                    group, &group_stats);
805         if (kernel_early_pages <= group_stats.req_kernel_early_pages)
806                 return false;
807         kernel_early_pages -= group_stats.req_kernel_early_pages;
808         movable_pages -= group_stats.movable_pages;
809
810         if (group && group->is_dynamic)
811                 kernel_early_pages += group->present_kernel_pages;
812
813         /*
814          * Test if we could online the given number of pages to ZONE_MOVABLE
815          * and still stay in the configured ratio.
816          */
817         movable_pages += nr_pages;
818         return movable_pages <= (auto_movable_ratio * kernel_early_pages) / 100;
819 }
820
821 /*
822  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
823  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
824  * to the ZONE_NORMAL.
825  */
826 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
827                 unsigned long nr_pages)
828 {
829         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
830         int zid;
831
832         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
833                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
834
835                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
836                         return zone;
837         }
838
839         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
840 }
841
842 /*
843  * Determine to which zone to online memory dynamically based on user
844  * configuration and system stats. We care about the following ratio:
845  *
846  *   MOVABLE : KERNEL
847  *
848  * Whereby MOVABLE is memory in ZONE_MOVABLE and KERNEL is memory in
849  * one of the kernel zones. CMA pages inside one of the kernel zones really
850  * behaves like ZONE_MOVABLE, so we treat them accordingly.
851  *
852  * We don't allow for hotplugged memory in a KERNEL zone to increase the
853  * amount of MOVABLE memory we can have, so we end up with:
854  *
855  *   MOVABLE : KERNEL_EARLY
856  *
857  * Whereby KERNEL_EARLY is memory in one of the kernel zones, available sinze
858  * boot. We base our calculation on KERNEL_EARLY internally, because:
859  *
860  * a) Hotplugged memory in one of the kernel zones can sometimes still get
861  *    hotunplugged, especially when hot(un)plugging individual memory blocks.
862  *    There is no coordination across memory devices, therefore "automatic"
863  *    hotunplugging, as implemented in hypervisors, could result in zone
864  *    imbalances.
865  * b) Early/boot memory in one of the kernel zones can usually not get
866  *    hotunplugged again (e.g., no firmware interface to unplug, fragmented
867  *    with unmovable allocations). While there are corner cases where it might
868  *    still work, it is barely relevant in practice.
869  *
870  * Exceptions are dynamic memory groups, which allow for more MOVABLE
871  * memory within the same memory group -- because in that case, there is
872  * coordination within the single memory device managed by a single driver.
873  *
874  * We rely on "present pages" instead of "managed pages", as the latter is
875  * highly unreliable and dynamic in virtualized environments, and does not
876  * consider boot time allocations. For example, memory ballooning adjusts the
877  * managed pages when inflating/deflating the balloon, and balloon compaction
878  * can even migrate inflated pages between zones.
879  *
880  * Using "present pages" is better but some things to keep in mind are:
881  *
882  * a) Some memblock allocations, such as for the crashkernel area, are
883  *    effectively unused by the kernel, yet they account to "present pages".
884  *    Fortunately, these allocations are comparatively small in relevant setups
885  *    (e.g., fraction of system memory).
886  * b) Some hotplugged memory blocks in virtualized environments, esecially
887  *    hotplugged by virtio-mem, look like they are completely present, however,
888  *    only parts of the memory block are actually currently usable.
889  *    "present pages" is an upper limit that can get reached at runtime. As
890  *    we base our calculations on KERNEL_EARLY, this is not an issue.
891  */
892 static struct zone *auto_movable_zone_for_pfn(int nid,
893                                               struct memory_group *group,
894                                               unsigned long pfn,
895                                               unsigned long nr_pages)
896 {
897         unsigned long online_pages = 0, max_pages, end_pfn;
898         struct page *page;
899
900         if (!auto_movable_ratio)
901                 goto kernel_zone;
902
903         if (group && !group->is_dynamic) {
904                 max_pages = group->s.max_pages;
905                 online_pages = group->present_movable_pages;
906
907                 /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
908                 if (group->present_kernel_pages)
909                         goto kernel_zone;
910         } else if (!group || group->d.unit_pages == nr_pages) {
911                 max_pages = nr_pages;
912         } else {
913                 max_pages = group->d.unit_pages;
914                 /*
915                  * Take a look at all online sections in the current unit.
916                  * We can safely assume that all pages within a section belong
917                  * to the same zone, because dynamic memory groups only deal
918                  * with hotplugged memory.
919                  */
920                 pfn = ALIGN_DOWN(pfn, group->d.unit_pages);
921                 end_pfn = pfn + group->d.unit_pages;
922                 for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
923                         page = pfn_to_online_page(pfn);
924                         if (!page)
925                                 continue;
926                         /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
927                         if (page_zonenum(page) != ZONE_MOVABLE)
928                                 goto kernel_zone;
929                         online_pages += PAGES_PER_SECTION;
930                 }
931         }
932
933         /*
934          * Online MOVABLE if we could *currently* online all remaining parts
935          * MOVABLE. We expect to (add+) online them immediately next, so if
936          * nobody interferes, all will be MOVABLE if possible.
937          */
938         nr_pages = max_pages - online_pages;
939         if (!auto_movable_can_online_movable(NUMA_NO_NODE, group, nr_pages))
940                 goto kernel_zone;
941
942 #ifdef CONFIG_NUMA
943         if (auto_movable_numa_aware &&
944             !auto_movable_can_online_movable(nid, group, nr_pages))
945                 goto kernel_zone;
946 #endif /* CONFIG_NUMA */
947
948         return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
949 kernel_zone:
950         return default_kernel_zone_for_pfn(nid, pfn, nr_pages);
951 }
952
953 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
954                 unsigned long nr_pages)
955 {
956         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
957                         nr_pages);
958         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
959         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
960         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
961
962         /*
963          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
964          * overlap in the given range
965          */
966         if (in_kernel ^ in_movable)
967                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
968
969         /*
970          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
971          * given range then we use movable zone only if movable_node is
972          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
973          */
974         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
975 }
976
977 struct zone *zone_for_pfn_range(int online_type, int nid,
978                 struct memory_group *group, unsigned long start_pfn,
979                 unsigned long nr_pages)
980 {
981         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
982                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
983
984         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
985                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
986
987         if (online_policy == ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE)
988                 return auto_movable_zone_for_pfn(nid, group, start_pfn, nr_pages);
989
990         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
991 }
992
993 /*
994  * This function should only be called by memory_block_{online,offline},
995  * and {online,offline}_pages.
996  */
997 void adjust_present_page_count(struct page *page, struct memory_group *group,
998                                long nr_pages)
999 {
1000         struct zone *zone = page_zone(page);
1001         const bool movable = zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE;
1002
1003         /*
1004          * We only support onlining/offlining/adding/removing of complete
1005          * memory blocks; therefore, either all is either early or hotplugged.
1006          */
1007         if (early_section(__pfn_to_section(page_to_pfn(page))))
1008                 zone->present_early_pages += nr_pages;
1009         zone->present_pages += nr_pages;
1010         zone->zone_pgdat->node_present_pages += nr_pages;
1011
1012         if (group && movable)
1013                 group->present_movable_pages += nr_pages;
1014         else if (group && !movable)
1015                 group->present_kernel_pages += nr_pages;
1016 }
1017
1018 int mhp_init_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1019                               struct zone *zone)
1020 {
1021         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1022         int ret;
1023
1024         ret = kasan_add_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1025         if (ret)
1026                 return ret;
1027
1028         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_UNMOVABLE);
1029
1030         /*
1031          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1032          * the case, mark those sections online here as otherwise they will be
1033          * left offline.
1034          */
1035         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1036                 online_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1037
1038         return ret;
1039 }
1040
1041 void mhp_deinit_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
1042 {
1043         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1044
1045         /*
1046          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1047          * the case, mark those sections offline here as otherwise they will be
1048          * left online.
1049          */
1050         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1051                 offline_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1052
1053         /*
1054          * The pages associated with this vmemmap have been offlined, so
1055          * we can reset its state here.
1056          */
1057         remove_pfn_range_from_zone(page_zone(pfn_to_page(pfn)), pfn, nr_pages);
1058         kasan_remove_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1059 }
1060
1061 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1062                        struct zone *zone, struct memory_group *group)
1063 {
1064         unsigned long flags;
1065         int need_zonelists_rebuild = 0;
1066         const int nid = zone_to_nid(zone);
1067         int ret;
1068         struct memory_notify arg;
1069
1070         /*
1071          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1072          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1073          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1074          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1075          * aligned.
1076          */
1077         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages ||
1078                          !IS_ALIGNED(pfn, pageblock_nr_pages) ||
1079                          !IS_ALIGNED(pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1080                 return -EINVAL;
1081
1082         mem_hotplug_begin();
1083
1084         /* associate pfn range with the zone */
1085         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_ISOLATE);
1086
1087         arg.start_pfn = pfn;
1088         arg.nr_pages = nr_pages;
1089         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
1090
1091         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
1092         ret = notifier_to_errno(ret);
1093         if (ret)
1094                 goto failed_addition;
1095
1096         /*
1097          * Fixup the number of isolated pageblocks before marking the sections
1098          * onlining, such that undo_isolate_page_range() works correctly.
1099          */
1100         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1101         zone->nr_isolate_pageblock += nr_pages / pageblock_nr_pages;
1102         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1103
1104         /*
1105          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
1106          * This means the page allocator ignores this zone.
1107          * So, zonelist must be updated after online.
1108          */
1109         if (!populated_zone(zone)) {
1110                 need_zonelists_rebuild = 1;
1111                 setup_zone_pageset(zone);
1112         }
1113
1114         online_pages_range(pfn, nr_pages);
1115         adjust_present_page_count(pfn_to_page(pfn), group, nr_pages);
1116
1117         node_states_set_node(nid, &arg);
1118         if (need_zonelists_rebuild)
1119                 build_all_zonelists(NULL);
1120
1121         /* Basic onlining is complete, allow allocation of onlined pages. */
1122         undo_isolate_page_range(pfn, pfn + nr_pages, MIGRATE_MOVABLE);
1123
1124         /*
1125          * Freshly onlined pages aren't shuffled (e.g., all pages are placed to
1126          * the tail of the freelist when undoing isolation). Shuffle the whole
1127          * zone to make sure the just onlined pages are properly distributed
1128          * across the whole freelist - to create an initial shuffle.
1129          */
1130         shuffle_zone(zone);
1131
1132         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1133         init_per_zone_wmark_min();
1134
1135         kswapd_run(nid);
1136         kcompactd_run(nid);
1137
1138         writeback_set_ratelimit();
1139
1140         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1141         mem_hotplug_done();
1142         return 0;
1143
1144 failed_addition:
1145         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1146                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
1147                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
1148         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
1149         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
1150         mem_hotplug_done();
1151         return ret;
1152 }
1153
1154 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
1155 {
1156         struct zone *z;
1157
1158         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
1159                 z->present_pages = 0;
1160
1161         pgdat->node_present_pages = 0;
1162 }
1163
1164 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1165 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid)
1166 {
1167         struct pglist_data *pgdat;
1168
1169         pgdat = NODE_DATA(nid);
1170         if (!pgdat) {
1171                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1172                 if (!pgdat)
1173                         return NULL;
1174
1175                 pgdat->per_cpu_nodestats =
1176                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
1177                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1178         } else {
1179                 int cpu;
1180                 /*
1181                  * Reset the nr_zones, order and highest_zoneidx before reuse.
1182                  * Note that kswapd will init kswapd_highest_zoneidx properly
1183                  * when it starts in the near future.
1184                  */
1185                 pgdat->nr_zones = 0;
1186                 pgdat->kswapd_order = 0;
1187                 pgdat->kswapd_highest_zoneidx = 0;
1188                 for_each_online_cpu(cpu) {
1189                         struct per_cpu_nodestat *p;
1190
1191                         p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
1192                         memset(p, 0, sizeof(*p));
1193                 }
1194         }
1195
1196         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1197         pgdat->node_id = nid;
1198         pgdat->node_start_pfn = 0;
1199
1200         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1201         free_area_init_core_hotplug(nid);
1202
1203         /*
1204          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1205          * to access not-initialized zonelist, build here.
1206          */
1207         build_all_zonelists(pgdat);
1208
1209         /*
1210          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1211          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1212          * online_pages() and offline_pages().
1213          */
1214         reset_node_managed_pages(pgdat);
1215         reset_node_present_pages(pgdat);
1216
1217         return pgdat;
1218 }
1219
1220 static void rollback_node_hotadd(int nid)
1221 {
1222         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1223
1224         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1225         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1226         arch_free_nodedata(pgdat);
1227 }
1228
1229
1230 /*
1231  * __try_online_node - online a node if offlined
1232  * @nid: the node ID
1233  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1234  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1235  *
1236  * Returns:
1237  * 1 -> a new node has been allocated
1238  * 0 -> the node is already online
1239  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1240  */
1241 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
1242 {
1243         pg_data_t *pgdat;
1244         int ret = 1;
1245
1246         if (node_online(nid))
1247                 return 0;
1248
1249         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid);
1250         if (!pgdat) {
1251                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1252                 ret = -ENOMEM;
1253                 goto out;
1254         }
1255
1256         if (set_node_online) {
1257                 node_set_online(nid);
1258                 ret = register_one_node(nid);
1259                 BUG_ON(ret);
1260         }
1261 out:
1262         return ret;
1263 }
1264
1265 /*
1266  * Users of this function always want to online/register the node
1267  */
1268 int try_online_node(int nid)
1269 {
1270         int ret;
1271
1272         mem_hotplug_begin();
1273         ret =  __try_online_node(nid, true);
1274         mem_hotplug_done();
1275         return ret;
1276 }
1277
1278 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1279 {
1280         /* memory range must be block size aligned */
1281         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1282             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1283                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1284                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1285                 return -EINVAL;
1286         }
1287
1288         return 0;
1289 }
1290
1291 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1292 {
1293         mem->online_type = mhp_default_online_type;
1294         return device_online(&mem->dev);
1295 }
1296
1297 bool mhp_supports_memmap_on_memory(unsigned long size)
1298 {
1299         unsigned long nr_vmemmap_pages = size / PAGE_SIZE;
1300         unsigned long vmemmap_size = nr_vmemmap_pages * sizeof(struct page);
1301         unsigned long remaining_size = size - vmemmap_size;
1302
1303         /*
1304          * Besides having arch support and the feature enabled at runtime, we
1305          * need a few more assumptions to hold true:
1306          *
1307          * a) We span a single memory block: memory onlining/offlinin;g happens
1308          *    in memory block granularity. We don't want the vmemmap of online
1309          *    memory blocks to reside on offline memory blocks. In the future,
1310          *    we might want to support variable-sized memory blocks to make the
1311          *    feature more versatile.
1312          *
1313          * b) The vmemmap pages span complete PMDs: We don't want vmemmap code
1314          *    to populate memory from the altmap for unrelated parts (i.e.,
1315          *    other memory blocks)
1316          *
1317          * c) The vmemmap pages (and thereby the pages that will be exposed to
1318          *    the buddy) have to cover full pageblocks: memory onlining/offlining
1319          *    code requires applicable ranges to be page-aligned, for example, to
1320          *    set the migratetypes properly.
1321          *
1322          * TODO: Although we have a check here to make sure that vmemmap pages
1323          *       fully populate a PMD, it is not the right place to check for
1324          *       this. A much better solution involves improving vmemmap code
1325          *       to fallback to base pages when trying to populate vmemmap using
1326          *       altmap as an alternative source of memory, and we do not exactly
1327          *       populate a single PMD.
1328          */
1329         return memmap_on_memory &&
1330                !hugetlb_free_vmemmap_enabled &&
1331                IS_ENABLED(CONFIG_MHP_MEMMAP_ON_MEMORY) &&
1332                size == memory_block_size_bytes() &&
1333                IS_ALIGNED(vmemmap_size, PMD_SIZE) &&
1334                IS_ALIGNED(remaining_size, (pageblock_nr_pages << PAGE_SHIFT));
1335 }
1336
1337 /*
1338  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1339  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1340  *
1341  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1342  */
1343 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, mhp_t mhp_flags)
1344 {
1345         struct mhp_params params = { .pgprot = pgprot_mhp(PAGE_KERNEL) };
1346         enum memblock_flags memblock_flags = MEMBLOCK_NONE;
1347         struct vmem_altmap mhp_altmap = {};
1348         struct memory_group *group = NULL;
1349         u64 start, size;
1350         bool new_node = false;
1351         int ret;
1352
1353         start = res->start;
1354         size = resource_size(res);
1355
1356         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1357         if (ret)
1358                 return ret;
1359
1360         if (mhp_flags & MHP_NID_IS_MGID) {
1361                 group = memory_group_find_by_id(nid);
1362                 if (!group)
1363                         return -EINVAL;
1364                 nid = group->nid;
1365         }
1366
1367         if (!node_possible(nid)) {
1368                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1369                 return -EINVAL;
1370         }
1371
1372         mem_hotplug_begin();
1373
1374         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
1375                 if (res->flags & IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED)
1376                         memblock_flags = MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED;
1377                 ret = memblock_add_node(start, size, nid, memblock_flags);
1378                 if (ret)
1379                         goto error_mem_hotplug_end;
1380         }
1381
1382         ret = __try_online_node(nid, false);
1383         if (ret < 0)
1384                 goto error;
1385         new_node = ret;
1386
1387         /*
1388          * Self hosted memmap array
1389          */
1390         if (mhp_flags & MHP_MEMMAP_ON_MEMORY) {
1391                 if (!mhp_supports_memmap_on_memory(size)) {
1392                         ret = -EINVAL;
1393                         goto error;
1394                 }
1395                 mhp_altmap.free = PHYS_PFN(size);
1396                 mhp_altmap.base_pfn = PHYS_PFN(start);
1397                 params.altmap = &mhp_altmap;
1398         }
1399
1400         /* call arch's memory hotadd */
1401         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1402         if (ret < 0)
1403                 goto error;
1404
1405         /* create memory block devices after memory was added */
1406         ret = create_memory_block_devices(start, size, mhp_altmap.alloc,
1407                                           group);
1408         if (ret) {
1409                 arch_remove_memory(start, size, NULL);
1410                 goto error;
1411         }
1412
1413         if (new_node) {
1414                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1415                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1416                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1417                  * We online node here. We can't roll back from here.
1418                  */
1419                 node_set_online(nid);
1420                 ret = __register_one_node(nid);
1421                 BUG_ON(ret);
1422         }
1423
1424         /* link memory sections under this node.*/
1425         link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1426                           MEMINIT_HOTPLUG);
1427
1428         /* create new memmap entry */
1429         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1430                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1431
1432         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1433         mem_hotplug_done();
1434
1435         /*
1436          * In case we're allowed to merge the resource, flag it and trigger
1437          * merging now that adding succeeded.
1438          */
1439         if (mhp_flags & MHP_MERGE_RESOURCE)
1440                 merge_system_ram_resource(res);
1441
1442         /* online pages if requested */
1443         if (mhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1444                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1445
1446         return ret;
1447 error:
1448         /* rollback pgdat allocation and others */
1449         if (new_node)
1450                 rollback_node_hotadd(nid);
1451         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1452                 memblock_remove(start, size);
1453 error_mem_hotplug_end:
1454         mem_hotplug_done();
1455         return ret;
1456 }
1457
1458 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1459 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1460 {
1461         struct resource *res;
1462         int ret;
1463
1464         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1465         if (IS_ERR(res))
1466                 return PTR_ERR(res);
1467
1468         ret = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1469         if (ret < 0)
1470                 release_memory_resource(res);
1471         return ret;
1472 }
1473
1474 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1475 {
1476         int rc;
1477
1478         lock_device_hotplug();
1479         rc = __add_memory(nid, start, size, mhp_flags);
1480         unlock_device_hotplug();
1481
1482         return rc;
1483 }
1484 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1485
1486 /*
1487  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1488  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1489  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1490  * after a reboot, and after kexec.
1491  *
1492  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1493  * kexec kernel or for placing kexec images:
1494  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1495  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1496  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1497  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1498  *
1499  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1500  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1501  * with IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1502  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1503  *
1504  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1505  * "System RAM ($DRIVER)".
1506  */
1507 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1508                               const char *resource_name, mhp_t mhp_flags)
1509 {
1510         struct resource *res;
1511         int rc;
1512
1513         if (!resource_name ||
1514             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1515             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1516                 return -EINVAL;
1517
1518         lock_device_hotplug();
1519
1520         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1521         if (IS_ERR(res)) {
1522                 rc = PTR_ERR(res);
1523                 goto out_unlock;
1524         }
1525
1526         rc = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1527         if (rc < 0)
1528                 release_memory_resource(res);
1529
1530 out_unlock:
1531         unlock_device_hotplug();
1532         return rc;
1533 }
1534 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1535
1536 /*
1537  * Platforms should define arch_get_mappable_range() that provides
1538  * maximum possible addressable physical memory range for which the
1539  * linear mapping could be created. The platform returned address
1540  * range must adhere to these following semantics.
1541  *
1542  * - range.start <= range.end
1543  * - Range includes both end points [range.start..range.end]
1544  *
1545  * There is also a fallback definition provided here, allowing the
1546  * entire possible physical address range in case any platform does
1547  * not define arch_get_mappable_range().
1548  */
1549 struct range __weak arch_get_mappable_range(void)
1550 {
1551         struct range mhp_range = {
1552                 .start = 0UL,
1553                 .end = -1ULL,
1554         };
1555         return mhp_range;
1556 }
1557
1558 struct range mhp_get_pluggable_range(bool need_mapping)
1559 {
1560         const u64 max_phys = (1ULL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1;
1561         struct range mhp_range;
1562
1563         if (need_mapping) {
1564                 mhp_range = arch_get_mappable_range();
1565                 if (mhp_range.start > max_phys) {
1566                         mhp_range.start = 0;
1567                         mhp_range.end = 0;
1568                 }
1569                 mhp_range.end = min_t(u64, mhp_range.end, max_phys);
1570         } else {
1571                 mhp_range.start = 0;
1572                 mhp_range.end = max_phys;
1573         }
1574         return mhp_range;
1575 }
1576 EXPORT_SYMBOL_GPL(mhp_get_pluggable_range);
1577
1578 bool mhp_range_allowed(u64 start, u64 size, bool need_mapping)
1579 {
1580         struct range mhp_range = mhp_get_pluggable_range(need_mapping);
1581         u64 end = start + size;
1582
1583         if (start < end && start >= mhp_range.start && (end - 1) <= mhp_range.end)
1584                 return true;
1585
1586         pr_warn("Hotplug memory [%#llx-%#llx] exceeds maximum addressable range [%#llx-%#llx]\n",
1587                 start, end, mhp_range.start, mhp_range.end);
1588         return false;
1589 }
1590
1591 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1592 /*
1593  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone (skipping
1594  * memory holes). When true, return the zone.
1595  */
1596 struct zone *test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn,
1597                                   unsigned long end_pfn)
1598 {
1599         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1600         struct zone *zone = NULL;
1601         struct page *page;
1602
1603         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1604              pfn < end_pfn;
1605              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1606                 /* Make sure the memory section is present first */
1607                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1608                         continue;
1609                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1610                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1611                         /* Check if we got outside of the zone */
1612                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn))
1613                                 return NULL;
1614                         page = pfn_to_page(pfn);
1615                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1616                                 return NULL;
1617                         zone = page_zone(page);
1618                 }
1619         }
1620
1621         return zone;
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1626  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1627  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1628  * definitely unmovable pages.
1629  *
1630  * Returns:
1631  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1632  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1633  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1634  */
1635 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1636                               unsigned long *movable_pfn)
1637 {
1638         unsigned long pfn;
1639
1640         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1641                 struct page *page, *head;
1642                 unsigned long skip;
1643
1644                 if (!pfn_valid(pfn))
1645                         continue;
1646                 page = pfn_to_page(pfn);
1647                 if (PageLRU(page))
1648                         goto found;
1649                 if (__PageMovable(page))
1650                         goto found;
1651
1652                 /*
1653                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1654                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1655                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1656                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1657                  */
1658                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1659                         return -EBUSY;
1660
1661                 if (!PageHuge(page))
1662                         continue;
1663                 head = compound_head(page);
1664                 /*
1665                  * This test is racy as we hold no reference or lock.  The
1666                  * hugetlb page could have been free'ed and head is no longer
1667                  * a hugetlb page before the following check.  In such unlikely
1668                  * cases false positives and negatives are possible.  Calling
1669                  * code must deal with these scenarios.
1670                  */
1671                 if (HPageMigratable(head))
1672                         goto found;
1673                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1674                 pfn += skip - 1;
1675         }
1676         return -ENOENT;
1677 found:
1678         *movable_pfn = pfn;
1679         return 0;
1680 }
1681
1682 static int
1683 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1684 {
1685         unsigned long pfn;
1686         struct page *page, *head;
1687         int ret = 0;
1688         LIST_HEAD(source);
1689         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(migrate_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1690                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1691
1692         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1693                 if (!pfn_valid(pfn))
1694                         continue;
1695                 page = pfn_to_page(pfn);
1696                 head = compound_head(page);
1697
1698                 if (PageHuge(page)) {
1699                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1700                         isolate_huge_page(head, &source);
1701                         continue;
1702                 } else if (PageTransHuge(page))
1703                         pfn = page_to_pfn(head) + thp_nr_pages(page) - 1;
1704
1705                 /*
1706                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1707                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1708                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1709                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1710                  * the unmap as the catch all safety net).
1711                  */
1712                 if (PageHWPoison(page)) {
1713                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1714                                 isolate_lru_page(page);
1715                         if (page_mapped(page))
1716                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK);
1717                         continue;
1718                 }
1719
1720                 if (!get_page_unless_zero(page))
1721                         continue;
1722                 /*
1723                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1724                  * LRU and non-lru movable pages.
1725                  */
1726                 if (PageLRU(page))
1727                         ret = isolate_lru_page(page);
1728                 else
1729                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1730                 if (!ret) { /* Success */
1731                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1732                         if (!__PageMovable(page))
1733                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1734                                                     page_is_file_lru(page));
1735
1736                 } else {
1737                         if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1738                                 pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1739                                 dump_page(page, "isolation failed");
1740                         }
1741                 }
1742                 put_page(page);
1743         }
1744         if (!list_empty(&source)) {
1745                 nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1746                 struct migration_target_control mtc = {
1747                         .nmask = &nmask,
1748                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1749                 };
1750
1751                 /*
1752                  * We have checked that migration range is on a single zone so
1753                  * we can use the nid of the first page to all the others.
1754                  */
1755                 mtc.nid = page_to_nid(list_first_entry(&source, struct page, lru));
1756
1757                 /*
1758                  * try to allocate from a different node but reuse this node
1759                  * if there are no other online nodes to be used (e.g. we are
1760                  * offlining a part of the only existing node)
1761                  */
1762                 node_clear(mtc.nid, nmask);
1763                 if (nodes_empty(nmask))
1764                         node_set(mtc.nid, nmask);
1765                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migration_target, NULL,
1766                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG, NULL);
1767                 if (ret) {
1768                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1769                                 if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1770                                         pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d\n",
1771                                                 page_to_pfn(page), ret);
1772                                         dump_page(page, "migration failure");
1773                                 }
1774                         }
1775                         putback_movable_pages(&source);
1776                 }
1777         }
1778
1779         return ret;
1780 }
1781
1782 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1783 {
1784         movable_node_enabled = true;
1785         return 0;
1786 }
1787 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1788
1789 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1790 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1791                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1792 {
1793         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1794         unsigned long present_pages = 0;
1795         enum zone_type zt;
1796
1797         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1798         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1799
1800         /*
1801          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1802          * If the memory to be offline is within the range
1803          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1804          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1805          * thus we can determine that we need to clear the node from
1806          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1807          */
1808         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1809                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1810         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1811                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1812
1813         /*
1814          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL); ZONE_HIGHMEM
1815          * does not apply as we don't support 32bit.
1816          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1817          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1818          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1819          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1820          * it for N_MEMORY as well.
1821          */
1822         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1823
1824         if (nr_pages >= present_pages)
1825                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1826 }
1827
1828 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1829 {
1830         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1831                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1832
1833         if (arg->status_change_nid >= 0)
1834                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1835 }
1836
1837 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1838                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1839 {
1840         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1841
1842         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1843         return 0;
1844 }
1845
1846 int __ref offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1847                         struct memory_group *group)
1848 {
1849         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
1850         unsigned long pfn, system_ram_pages = 0;
1851         unsigned long flags;
1852         struct zone *zone;
1853         struct memory_notify arg;
1854         int ret, node;
1855         char *reason;
1856
1857         /*
1858          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1859          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1860          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1861          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1862          * aligned.
1863          */
1864         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages ||
1865                          !IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages) ||
1866                          !IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1867                 return -EINVAL;
1868
1869         mem_hotplug_begin();
1870
1871         /*
1872          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1873          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1874          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1875          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1876          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1877          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1878          */
1879         walk_system_ram_range(start_pfn, nr_pages, &system_ram_pages,
1880                               count_system_ram_pages_cb);
1881         if (system_ram_pages != nr_pages) {
1882                 ret = -EINVAL;
1883                 reason = "memory holes";
1884                 goto failed_removal;
1885         }
1886
1887         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1888            we assume this for now. .*/
1889         zone = test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn);
1890         if (!zone) {
1891                 ret = -EINVAL;
1892                 reason = "multizone range";
1893                 goto failed_removal;
1894         }
1895         node = zone_to_nid(zone);
1896
1897         /*
1898          * Disable pcplists so that page isolation cannot race with freeing
1899          * in a way that pages from isolated pageblock are left on pcplists.
1900          */
1901         zone_pcp_disable(zone);
1902         lru_cache_disable();
1903
1904         /* set above range as isolated */
1905         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1906                                        MIGRATE_MOVABLE,
1907                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE);
1908         if (ret) {
1909                 reason = "failure to isolate range";
1910                 goto failed_removal_pcplists_disabled;
1911         }
1912
1913         arg.start_pfn = start_pfn;
1914         arg.nr_pages = nr_pages;
1915         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1916
1917         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1918         ret = notifier_to_errno(ret);
1919         if (ret) {
1920                 reason = "notifier failure";
1921                 goto failed_removal_isolated;
1922         }
1923
1924         do {
1925                 pfn = start_pfn;
1926                 do {
1927                         if (signal_pending(current)) {
1928                                 ret = -EINTR;
1929                                 reason = "signal backoff";
1930                                 goto failed_removal_isolated;
1931                         }
1932
1933                         cond_resched();
1934
1935                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
1936                         if (!ret) {
1937                                 /*
1938                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1939                                  * out
1940                                  */
1941                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1942                         }
1943                 } while (!ret);
1944
1945                 if (ret != -ENOENT) {
1946                         reason = "unmovable page";
1947                         goto failed_removal_isolated;
1948                 }
1949
1950                 /*
1951                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1952                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1953                  * counting consistent.
1954                  */
1955                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1956                 if (ret) {
1957                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1958                         goto failed_removal_isolated;
1959                 }
1960
1961                 ret = test_pages_isolated(start_pfn, end_pfn, MEMORY_OFFLINE);
1962
1963         } while (ret);
1964
1965         /* Mark all sections offline and remove free pages from the buddy. */
1966         __offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1967         pr_debug("Offlined Pages %ld\n", nr_pages);
1968
1969         /*
1970          * The memory sections are marked offline, and the pageblock flags
1971          * effectively stale; nobody should be touching them. Fixup the number
1972          * of isolated pageblocks, memory onlining will properly revert this.
1973          */
1974         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1975         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_pages / pageblock_nr_pages;
1976         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1977
1978         lru_cache_enable();
1979         zone_pcp_enable(zone);
1980
1981         /* removal success */
1982         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -nr_pages);
1983         adjust_present_page_count(pfn_to_page(start_pfn), group, -nr_pages);
1984
1985         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1986         init_per_zone_wmark_min();
1987
1988         if (!populated_zone(zone)) {
1989                 zone_pcp_reset(zone);
1990                 build_all_zonelists(NULL);
1991         }
1992
1993         node_states_clear_node(node, &arg);
1994         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1995                 kswapd_stop(node);
1996                 kcompactd_stop(node);
1997         }
1998
1999         writeback_set_ratelimit();
2000
2001         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
2002         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
2003         mem_hotplug_done();
2004         return 0;
2005
2006 failed_removal_isolated:
2007         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
2008         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
2009 failed_removal_pcplists_disabled:
2010         lru_cache_enable();
2011         zone_pcp_enable(zone);
2012 failed_removal:
2013         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
2014                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
2015                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
2016                  reason);
2017         /* pushback to free area */
2018         mem_hotplug_done();
2019         return ret;
2020 }
2021
2022 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2023 {
2024         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
2025         int *nid = arg;
2026
2027         *nid = mem->nid;
2028         if (unlikely(ret)) {
2029                 phys_addr_t beginpa, endpa;
2030
2031                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2032                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
2033                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
2034                         &beginpa, &endpa);
2035
2036                 return -EBUSY;
2037         }
2038         return 0;
2039 }
2040
2041 static int get_nr_vmemmap_pages_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2042 {
2043         /*
2044          * If not set, continue with the next block.
2045          */
2046         return mem->nr_vmemmap_pages;
2047 }
2048
2049 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
2050 {
2051         int cpu;
2052
2053         for_each_present_cpu(cpu) {
2054                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
2055                         /*
2056                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
2057                          * offline this node.
2058                          */
2059                         return -EBUSY;
2060         }
2061
2062         return 0;
2063 }
2064
2065 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2066 {
2067         int nid = *(int *)arg;
2068
2069         /*
2070          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
2071          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
2072          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
2073          */
2074         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
2075 }
2076
2077 /**
2078  * try_offline_node
2079  * @nid: the node ID
2080  *
2081  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
2082  *
2083  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2084  * and online/offline operations before this call.
2085  */
2086 void try_offline_node(int nid)
2087 {
2088         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2089         int rc;
2090
2091         /*
2092          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
2093          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
2094          * e.g., after the memory block was onlined.
2095          */
2096         if (pgdat->node_spanned_pages)
2097                 return;
2098
2099         /*
2100          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
2101          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
2102          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
2103          */
2104         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
2105         if (rc)
2106                 return;
2107
2108         if (check_cpu_on_node(pgdat))
2109                 return;
2110
2111         /*
2112          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
2113          * node now.
2114          */
2115         node_set_offline(nid);
2116         unregister_one_node(nid);
2117 }
2118 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
2119
2120 static int __ref try_remove_memory(u64 start, u64 size)
2121 {
2122         struct vmem_altmap mhp_altmap = {};
2123         struct vmem_altmap *altmap = NULL;
2124         unsigned long nr_vmemmap_pages;
2125         int rc = 0, nid = NUMA_NO_NODE;
2126
2127         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
2128
2129         /*
2130          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
2131          * whether all memory blocks in question are offline and return error
2132          * if this is not the case.
2133          *
2134          * While at it, determine the nid. Note that if we'd have mixed nodes,
2135          * we'd only try to offline the last determined one -- which is good
2136          * enough for the cases we care about.
2137          */
2138         rc = walk_memory_blocks(start, size, &nid, check_memblock_offlined_cb);
2139         if (rc)
2140                 return rc;
2141
2142         /*
2143          * We only support removing memory added with MHP_MEMMAP_ON_MEMORY in
2144          * the same granularity it was added - a single memory block.
2145          */
2146         if (memmap_on_memory) {
2147                 nr_vmemmap_pages = walk_memory_blocks(start, size, NULL,
2148                                                       get_nr_vmemmap_pages_cb);
2149                 if (nr_vmemmap_pages) {
2150                         if (size != memory_block_size_bytes()) {
2151                                 pr_warn("Refuse to remove %#llx - %#llx,"
2152                                         "wrong granularity\n",
2153                                         start, start + size);
2154                                 return -EINVAL;
2155                         }
2156
2157                         /*
2158                          * Let remove_pmd_table->free_hugepage_table do the
2159                          * right thing if we used vmem_altmap when hot-adding
2160                          * the range.
2161                          */
2162                         mhp_altmap.alloc = nr_vmemmap_pages;
2163                         altmap = &mhp_altmap;
2164                 }
2165         }
2166
2167         /* remove memmap entry */
2168         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
2169
2170         /*
2171          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
2172          * a barrier against racing online attempts.
2173          */
2174         remove_memory_block_devices(start, size);
2175
2176         mem_hotplug_begin();
2177
2178         arch_remove_memory(start, size, altmap);
2179
2180         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
2181                 memblock_phys_free(start, size);
2182                 memblock_remove(start, size);
2183         }
2184
2185         release_mem_region_adjustable(start, size);
2186
2187         if (nid != NUMA_NO_NODE)
2188                 try_offline_node(nid);
2189
2190         mem_hotplug_done();
2191         return 0;
2192 }
2193
2194 /**
2195  * __remove_memory - Remove memory if every memory block is offline
2196  * @start: physical address of the region to remove
2197  * @size: size of the region to remove
2198  *
2199  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2200  * and online/offline operations before this call, as required by
2201  * try_offline_node().
2202  */
2203 void __remove_memory(u64 start, u64 size)
2204 {
2205
2206         /*
2207          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
2208          * function
2209          */
2210         if (try_remove_memory(start, size))
2211                 BUG();
2212 }
2213
2214 /*
2215  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
2216  * some memory is not offline
2217  */
2218 int remove_memory(u64 start, u64 size)
2219 {
2220         int rc;
2221
2222         lock_device_hotplug();
2223         rc = try_remove_memory(start, size);
2224         unlock_device_hotplug();
2225
2226         return rc;
2227 }
2228 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
2229
2230 static int try_offline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2231 {
2232         uint8_t online_type = MMOP_ONLINE_KERNEL;
2233         uint8_t **online_types = arg;
2234         struct page *page;
2235         int rc;
2236
2237         /*
2238          * Sense the online_type via the zone of the memory block. Offlining
2239          * with multiple zones within one memory block will be rejected
2240          * by offlining code ... so we don't care about that.
2241          */
2242         page = pfn_to_online_page(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2243         if (page && zone_idx(page_zone(page)) == ZONE_MOVABLE)
2244                 online_type = MMOP_ONLINE_MOVABLE;
2245
2246         rc = device_offline(&mem->dev);
2247         /*
2248          * Default is MMOP_OFFLINE - change it only if offlining succeeded,
2249          * so try_reonline_memory_block() can do the right thing.
2250          */
2251         if (!rc)
2252                 **online_types = online_type;
2253
2254         (*online_types)++;
2255         /* Ignore if already offline. */
2256         return rc < 0 ? rc : 0;
2257 }
2258
2259 static int try_reonline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2260 {
2261         uint8_t **online_types = arg;
2262         int rc;
2263
2264         if (**online_types != MMOP_OFFLINE) {
2265                 mem->online_type = **online_types;
2266                 rc = device_online(&mem->dev);
2267                 if (rc < 0)
2268                         pr_warn("%s: Failed to re-online memory: %d",
2269                                 __func__, rc);
2270         }
2271
2272         /* Continue processing all remaining memory blocks. */
2273         (*online_types)++;
2274         return 0;
2275 }
2276
2277 /*
2278  * Try to offline and remove memory. Might take a long time to finish in case
2279  * memory is still in use. Primarily useful for memory devices that logically
2280  * unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to offline + remove
2281  * that memory.
2282  */
2283 int offline_and_remove_memory(u64 start, u64 size)
2284 {
2285         const unsigned long mb_count = size / memory_block_size_bytes();
2286         uint8_t *online_types, *tmp;
2287         int rc;
2288
2289         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
2290             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes()) || !size)
2291                 return -EINVAL;
2292
2293         /*
2294          * We'll remember the old online type of each memory block, so we can
2295          * try to revert whatever we did when offlining one memory block fails
2296          * after offlining some others succeeded.
2297          */
2298         online_types = kmalloc_array(mb_count, sizeof(*online_types),
2299                                      GFP_KERNEL);
2300         if (!online_types)
2301                 return -ENOMEM;
2302         /*
2303          * Initialize all states to MMOP_OFFLINE, so when we abort processing in
2304          * try_offline_memory_block(), we'll skip all unprocessed blocks in
2305          * try_reonline_memory_block().
2306          */
2307         memset(online_types, MMOP_OFFLINE, mb_count);
2308
2309         lock_device_hotplug();
2310
2311         tmp = online_types;
2312         rc = walk_memory_blocks(start, size, &tmp, try_offline_memory_block);
2313
2314         /*
2315          * In case we succeeded to offline all memory, remove it.
2316          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
2317          */
2318         if (!rc) {
2319                 rc = try_remove_memory(start, size);
2320                 if (rc)
2321                         pr_err("%s: Failed to remove memory: %d", __func__, rc);
2322         }
2323
2324         /*
2325          * Rollback what we did. While memory onlining might theoretically fail
2326          * (nacked by a notifier), it barely ever happens.
2327          */
2328         if (rc) {
2329                 tmp = online_types;
2330                 walk_memory_blocks(start, size, &tmp,
2331                                    try_reonline_memory_block);
2332         }
2333         unlock_device_hotplug();
2334
2335         kfree(online_types);
2336         return rc;
2337 }
2338 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
2339 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */