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