dt-bindings: arm,cci-400: Drop the PL330 from example
[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
39 #include <asm/tlbflush.h>
40
41 #include "internal.h"
42 #include "shuffle.h"
43
44
45 /*
46  * memory_hotplug.memmap_on_memory parameter
47  */
48 static bool memmap_on_memory __ro_after_init;
49 #ifdef CONFIG_MHP_MEMMAP_ON_MEMORY
50 module_param(memmap_on_memory, bool, 0444);
51 MODULE_PARM_DESC(memmap_on_memory, "Enable memmap on memory for memory hotplug");
52 #endif
53
54 enum {
55         ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES = 0,
56         ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE,
57 };
58
59 static const char * const online_policy_to_str[] = {
60         [ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES] = "contig-zones",
61         [ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE] = "auto-movable",
62 };
63
64 static int set_online_policy(const char *val, const struct kernel_param *kp)
65 {
66         int ret = sysfs_match_string(online_policy_to_str, val);
67
68         if (ret < 0)
69                 return ret;
70         *((int *)kp->arg) = ret;
71         return 0;
72 }
73
74 static int get_online_policy(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
75 {
76         return sprintf(buffer, "%s\n", online_policy_to_str[*((int *)kp->arg)]);
77 }
78
79 /*
80  * memory_hotplug.online_policy: configure online behavior when onlining without
81  * specifying a zone (MMOP_ONLINE)
82  *
83  * "contig-zones": keep zone contiguous
84  * "auto-movable": online memory to ZONE_MOVABLE if the configuration
85  *                 (auto_movable_ratio, auto_movable_numa_aware) allows for it
86  */
87 static int online_policy __read_mostly = ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES;
88 static const struct kernel_param_ops online_policy_ops = {
89         .set = set_online_policy,
90         .get = get_online_policy,
91 };
92 module_param_cb(online_policy, &online_policy_ops, &online_policy, 0644);
93 MODULE_PARM_DESC(online_policy,
94                 "Set the online policy (\"contig-zones\", \"auto-movable\") "
95                 "Default: \"contig-zones\"");
96
97 /*
98  * memory_hotplug.auto_movable_ratio: specify maximum MOVABLE:KERNEL ratio
99  *
100  * The ratio represent an upper limit and the kernel might decide to not
101  * online some memory to ZONE_MOVABLE -- e.g., because hotplugged KERNEL memory
102  * doesn't allow for more MOVABLE memory.
103  */
104 static unsigned int auto_movable_ratio __read_mostly = 301;
105 module_param(auto_movable_ratio, uint, 0644);
106 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_ratio,
107                 "Set the maximum ratio of MOVABLE:KERNEL memory in the system "
108                 "in percent for \"auto-movable\" online policy. Default: 301");
109
110 /*
111  * memory_hotplug.auto_movable_numa_aware: consider numa node stats
112  */
113 #ifdef CONFIG_NUMA
114 static bool auto_movable_numa_aware __read_mostly = true;
115 module_param(auto_movable_numa_aware, bool, 0644);
116 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_numa_aware,
117                 "Consider numa node stats in addition to global stats in "
118                 "\"auto-movable\" online policy. Default: true");
119 #endif /* CONFIG_NUMA */
120
121 /*
122  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
123  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
124  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
125  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
126  */
127
128 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
129 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
130
131 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
132
133 void get_online_mems(void)
134 {
135         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
136 }
137
138 void put_online_mems(void)
139 {
140         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
141 }
142
143 bool movable_node_enabled = false;
144
145 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
146 int mhp_default_online_type = MMOP_OFFLINE;
147 #else
148 int mhp_default_online_type = MMOP_ONLINE;
149 #endif
150
151 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
152 {
153         const int online_type = mhp_online_type_from_str(str);
154
155         if (online_type >= 0)
156                 mhp_default_online_type = online_type;
157
158         return 1;
159 }
160 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
161
162 void mem_hotplug_begin(void)
163 {
164         cpus_read_lock();
165         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
166 }
167
168 void mem_hotplug_done(void)
169 {
170         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
171         cpus_read_unlock();
172 }
173
174 u64 max_mem_size = U64_MAX;
175
176 /* add this memory to iomem resource */
177 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size,
178                                                  const char *resource_name)
179 {
180         struct resource *res;
181         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
182
183         if (strcmp(resource_name, "System RAM"))
184                 flags |= IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED;
185
186         if (!mhp_range_allowed(start, size, true))
187                 return ERR_PTR(-E2BIG);
188
189         /*
190          * Make sure value parsed from 'mem=' only restricts memory adding
191          * while booting, so that memory hotplug won't be impacted. Please
192          * refer to document of 'mem=' in kernel-parameters.txt for more
193          * details.
194          */
195         if (start + size > max_mem_size && system_state < SYSTEM_RUNNING)
196                 return ERR_PTR(-E2BIG);
197
198         /*
199          * Request ownership of the new memory range.  This might be
200          * a child of an existing resource that was present but
201          * not marked as busy.
202          */
203         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
204                                resource_name, flags);
205
206         if (!res) {
207                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
208                                 start, start + size);
209                 return ERR_PTR(-EEXIST);
210         }
211         return res;
212 }
213
214 static void release_memory_resource(struct resource *res)
215 {
216         if (!res)
217                 return;
218         release_resource(res);
219         kfree(res);
220 }
221
222 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
223                 const char *reason)
224 {
225         /*
226          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
227          * allow operations smaller than a section for
228          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
229          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
230          * memory that will be marked online, so this check should only
231          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
232          * add_memory_resource().
233          */
234         unsigned long min_align;
235
236         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
237                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
238         else
239                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
240         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
241                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
242                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
243                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
244                 return -EINVAL;
245         }
246         return 0;
247 }
248
249 /*
250  * Return page for the valid pfn only if the page is online. All pfn
251  * walkers which rely on the fully initialized page->flags and others
252  * should use this rather than pfn_valid && pfn_to_page
253  */
254 struct page *pfn_to_online_page(unsigned long pfn)
255 {
256         unsigned long nr = pfn_to_section_nr(pfn);
257         struct dev_pagemap *pgmap;
258         struct mem_section *ms;
259
260         if (nr >= NR_MEM_SECTIONS)
261                 return NULL;
262
263         ms = __nr_to_section(nr);
264         if (!online_section(ms))
265                 return NULL;
266
267         /*
268          * Save some code text when online_section() +
269          * pfn_section_valid() are sufficient.
270          */
271         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) && !pfn_valid(pfn))
272                 return NULL;
273
274         if (!pfn_section_valid(ms, pfn))
275                 return NULL;
276
277         if (!online_device_section(ms))
278                 return pfn_to_page(pfn);
279
280         /*
281          * Slowpath: when ZONE_DEVICE collides with
282          * ZONE_{NORMAL,MOVABLE} within the same section some pfns in
283          * the section may be 'offline' but 'valid'. Only
284          * get_dev_pagemap() can determine sub-section online status.
285          */
286         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
287         put_dev_pagemap(pgmap);
288
289         /* The presence of a pgmap indicates ZONE_DEVICE offline pfn */
290         if (pgmap)
291                 return NULL;
292
293         return pfn_to_page(pfn);
294 }
295 EXPORT_SYMBOL_GPL(pfn_to_online_page);
296
297 /*
298  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
299  * expected that archs that support memory hotplug will
300  * call this function after deciding the zone to which to
301  * add the new pages.
302  */
303 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
304                 struct mhp_params *params)
305 {
306         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
307         unsigned long cur_nr_pages;
308         int err;
309         struct vmem_altmap *altmap = params->altmap;
310
311         if (WARN_ON_ONCE(!params->pgprot.pgprot))
312                 return -EINVAL;
313
314         VM_BUG_ON(!mhp_range_allowed(PFN_PHYS(pfn), nr_pages * PAGE_SIZE, false));
315
316         if (altmap) {
317                 /*
318                  * Validate altmap is within bounds of the total request
319                  */
320                 if (altmap->base_pfn != pfn
321                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
322                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
323                         return -EINVAL;
324                 }
325                 altmap->alloc = 0;
326         }
327
328         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
329         if (err)
330                 return err;
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                 if (err)
338                         break;
339                 cond_resched();
340         }
341         vmemmap_populate_print_last();
342         return err;
343 }
344
345 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
346 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
347                                      unsigned long start_pfn,
348                                      unsigned long end_pfn)
349 {
350         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
351                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
352                         continue;
353
354                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
355                         continue;
356
357                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
358                         continue;
359
360                 return start_pfn;
361         }
362
363         return 0;
364 }
365
366 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
367 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
368                                     unsigned long start_pfn,
369                                     unsigned long end_pfn)
370 {
371         unsigned long pfn;
372
373         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
374         pfn = end_pfn - 1;
375         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
376                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
377                         continue;
378
379                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
380                         continue;
381
382                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
383                         continue;
384
385                 return pfn;
386         }
387
388         return 0;
389 }
390
391 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
392                              unsigned long end_pfn)
393 {
394         unsigned long pfn;
395         int nid = zone_to_nid(zone);
396
397         if (zone->zone_start_pfn == start_pfn) {
398                 /*
399                  * If the section is smallest section in the zone, it need
400                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
401                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
402                  * for shrinking zone.
403                  */
404                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
405                                                 zone_end_pfn(zone));
406                 if (pfn) {
407                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn(zone) - pfn;
408                         zone->zone_start_pfn = pfn;
409                 } else {
410                         zone->zone_start_pfn = 0;
411                         zone->spanned_pages = 0;
412                 }
413         } else if (zone_end_pfn(zone) == end_pfn) {
414                 /*
415                  * If the section is biggest section in the zone, it need
416                  * shrink zone->spanned_pages.
417                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
418                  * shrinking zone.
419                  */
420                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone->zone_start_pfn,
421                                                start_pfn);
422                 if (pfn)
423                         zone->spanned_pages = pfn - zone->zone_start_pfn + 1;
424                 else {
425                         zone->zone_start_pfn = 0;
426                         zone->spanned_pages = 0;
427                 }
428         }
429 }
430
431 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
432 {
433         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
434         struct zone *zone;
435
436         for (zone = pgdat->node_zones;
437              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
438                 unsigned long end_pfn = zone_end_pfn(zone);
439
440                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
441                 if (!zone->spanned_pages)
442                         continue;
443                 if (!node_end_pfn) {
444                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
445                         node_end_pfn = end_pfn;
446                         continue;
447                 }
448
449                 if (end_pfn > node_end_pfn)
450                         node_end_pfn = end_pfn;
451                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
452                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
453         }
454
455         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
456         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
457 }
458
459 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
460                                       unsigned long start_pfn,
461                                       unsigned long nr_pages)
462 {
463         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
464         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
465         unsigned long pfn, cur_nr_pages;
466
467         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
468         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
469                 cond_resched();
470
471                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
472                 cur_nr_pages =
473                         min(end_pfn - pfn, SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
474                 page_init_poison(pfn_to_page(pfn),
475                                  sizeof(struct page) * cur_nr_pages);
476         }
477
478         /*
479          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
480          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
481          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
482          */
483         if (zone_is_zone_device(zone))
484                 return;
485
486         clear_zone_contiguous(zone);
487
488         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
489         update_pgdat_span(pgdat);
490
491         set_zone_contiguous(zone);
492 }
493
494 static void __remove_section(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
495                              unsigned long map_offset,
496                              struct vmem_altmap *altmap)
497 {
498         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
499
500         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
501                 return;
502
503         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
504 }
505
506 /**
507  * __remove_pages() - remove sections of pages
508  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
509  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
510  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
511  *
512  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
513  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
514  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
515  * calling offline_pages().
516  */
517 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
518                     struct vmem_altmap *altmap)
519 {
520         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
521         unsigned long cur_nr_pages;
522         unsigned long map_offset = 0;
523
524         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
525
526         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
527                 return;
528
529         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
530                 cond_resched();
531                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
532                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
533                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
534                 __remove_section(pfn, cur_nr_pages, map_offset, altmap);
535                 map_offset = 0;
536         }
537 }
538
539 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
540 {
541         int rc = -EINVAL;
542
543         get_online_mems();
544         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
545
546         if (online_page_callback == generic_online_page) {
547                 online_page_callback = callback;
548                 rc = 0;
549         }
550
551         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
552         put_online_mems();
553
554         return rc;
555 }
556 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
557
558 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
559 {
560         int rc = -EINVAL;
561
562         get_online_mems();
563         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
564
565         if (online_page_callback == callback) {
566                 online_page_callback = generic_online_page;
567                 rc = 0;
568         }
569
570         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
571         put_online_mems();
572
573         return rc;
574 }
575 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
576
577 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
578 {
579         /*
580          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
581          * so we should map it first. This is better than introducing a special
582          * case in page freeing fast path.
583          */
584         debug_pagealloc_map_pages(page, 1 << order);
585         __free_pages_core(page, order);
586         totalram_pages_add(1UL << order);
587 }
588 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
589
590 static void online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
591 {
592         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
593         unsigned long pfn;
594
595         /*
596          * Online the pages in MAX_ORDER - 1 aligned chunks. The callback might
597          * decide to not expose all pages to the buddy (e.g., expose them
598          * later). We account all pages as being online and belonging to this
599          * zone ("present").
600          * When using memmap_on_memory, the range might not be aligned to
601          * MAX_ORDER_NR_PAGES - 1, but pageblock aligned. __ffs() will detect
602          * this and the first chunk to online will be pageblock_nr_pages.
603          */
604         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn;) {
605                 int order = min(MAX_ORDER - 1UL, __ffs(pfn));
606
607                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
608                 pfn += (1UL << order);
609         }
610
611         /* mark all involved sections as online */
612         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
613 }
614
615 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
616 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
617         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
618 {
619         int nid = zone_to_nid(zone);
620
621         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
622         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
623
624         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
625                 arg->status_change_nid = nid;
626         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
627                 arg->status_change_nid_normal = nid;
628 }
629
630 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
631 {
632         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
633                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
634
635         if (arg->status_change_nid >= 0)
636                 node_set_state(node, N_MEMORY);
637 }
638
639 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
640                 unsigned long nr_pages)
641 {
642         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
643
644         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
645                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
646
647         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
648 }
649
650 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
651                                      unsigned long nr_pages)
652 {
653         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
654
655         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
656                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
657
658         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
659
660 }
661
662 static void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
663 {
664         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
665
666         ms->section_mem_map |= SECTION_TAINT_ZONE_DEVICE;
667 }
668
669 /*
670  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
671  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
672  * call, all affected pages are PG_reserved.
673  *
674  * All aligned pageblocks are initialized to the specified migratetype
675  * (usually MIGRATE_MOVABLE). Besides setting the migratetype, no related
676  * zone stats (e.g., nr_isolate_pageblock) are touched.
677  */
678 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
679                                   unsigned long nr_pages,
680                                   struct vmem_altmap *altmap, int migratetype)
681 {
682         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
683         int nid = pgdat->node_id;
684
685         clear_zone_contiguous(zone);
686
687         if (zone_is_empty(zone))
688                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
689         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
690         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
691
692         /*
693          * Subsection population requires care in pfn_to_online_page().
694          * Set the taint to enable the slow path detection of
695          * ZONE_DEVICE pages in an otherwise  ZONE_{NORMAL,MOVABLE}
696          * section.
697          */
698         if (zone_is_zone_device(zone)) {
699                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn, PAGES_PER_SECTION))
700                         section_taint_zone_device(start_pfn);
701                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION))
702                         section_taint_zone_device(start_pfn + nr_pages);
703         }
704
705         /*
706          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
707          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
708          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
709          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
710          */
711         memmap_init_range(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, 0,
712                          MEMINIT_HOTPLUG, altmap, migratetype);
713
714         set_zone_contiguous(zone);
715 }
716
717 struct auto_movable_stats {
718         unsigned long kernel_early_pages;
719         unsigned long movable_pages;
720 };
721
722 static void auto_movable_stats_account_zone(struct auto_movable_stats *stats,
723                                             struct zone *zone)
724 {
725         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
726                 stats->movable_pages += zone->present_pages;
727         } else {
728                 stats->kernel_early_pages += zone->present_early_pages;
729 #ifdef CONFIG_CMA
730                 /*
731                  * CMA pages (never on hotplugged memory) behave like
732                  * ZONE_MOVABLE.
733                  */
734                 stats->movable_pages += zone->cma_pages;
735                 stats->kernel_early_pages -= zone->cma_pages;
736 #endif /* CONFIG_CMA */
737         }
738 }
739 struct auto_movable_group_stats {
740         unsigned long movable_pages;
741         unsigned long req_kernel_early_pages;
742 };
743
744 static int auto_movable_stats_account_group(struct memory_group *group,
745                                            void *arg)
746 {
747         const int ratio = READ_ONCE(auto_movable_ratio);
748         struct auto_movable_group_stats *stats = arg;
749         long pages;
750
751         /*
752          * We don't support modifying the config while the auto-movable online
753          * policy is already enabled. Just avoid the division by zero below.
754          */
755         if (!ratio)
756                 return 0;
757
758         /*
759          * Calculate how many early kernel pages this group requires to
760          * satisfy the configured zone ratio.
761          */
762         pages = group->present_movable_pages * 100 / ratio;
763         pages -= group->present_kernel_pages;
764
765         if (pages > 0)
766                 stats->req_kernel_early_pages += pages;
767         stats->movable_pages += group->present_movable_pages;
768         return 0;
769 }
770
771 static bool auto_movable_can_online_movable(int nid, struct memory_group *group,
772                                             unsigned long nr_pages)
773 {
774         unsigned long kernel_early_pages, movable_pages;
775         struct auto_movable_group_stats group_stats = {};
776         struct auto_movable_stats stats = {};
777         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
778         struct zone *zone;
779         int i;
780
781         /* Walk all relevant zones and collect MOVABLE vs. KERNEL stats. */
782         if (nid == NUMA_NO_NODE) {
783                 /* TODO: cache values */
784                 for_each_populated_zone(zone)
785                         auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
786         } else {
787                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
788                         zone = pgdat->node_zones + i;
789                         if (populated_zone(zone))
790                                 auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
791                 }
792         }
793
794         kernel_early_pages = stats.kernel_early_pages;
795         movable_pages = stats.movable_pages;
796
797         /*
798          * Kernel memory inside dynamic memory group allows for more MOVABLE
799          * memory within the same group. Remove the effect of all but the
800          * current group from the stats.
801          */
802         walk_dynamic_memory_groups(nid, auto_movable_stats_account_group,
803                                    group, &group_stats);
804         if (kernel_early_pages <= group_stats.req_kernel_early_pages)
805                 return false;
806         kernel_early_pages -= group_stats.req_kernel_early_pages;
807         movable_pages -= group_stats.movable_pages;
808
809         if (group && group->is_dynamic)
810                 kernel_early_pages += group->present_kernel_pages;
811
812         /*
813          * Test if we could online the given number of pages to ZONE_MOVABLE
814          * and still stay in the configured ratio.
815          */
816         movable_pages += nr_pages;
817         return movable_pages <= (auto_movable_ratio * kernel_early_pages) / 100;
818 }
819
820 /*
821  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
822  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
823  * to the ZONE_NORMAL.
824  */
825 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
826                 unsigned long nr_pages)
827 {
828         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
829         int zid;
830
831         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
832                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
833
834                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
835                         return zone;
836         }
837
838         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
839 }
840
841 /*
842  * Determine to which zone to online memory dynamically based on user
843  * configuration and system stats. We care about the following ratio:
844  *
845  *   MOVABLE : KERNEL
846  *
847  * Whereby MOVABLE is memory in ZONE_MOVABLE and KERNEL is memory in
848  * one of the kernel zones. CMA pages inside one of the kernel zones really
849  * behaves like ZONE_MOVABLE, so we treat them accordingly.
850  *
851  * We don't allow for hotplugged memory in a KERNEL zone to increase the
852  * amount of MOVABLE memory we can have, so we end up with:
853  *
854  *   MOVABLE : KERNEL_EARLY
855  *
856  * Whereby KERNEL_EARLY is memory in one of the kernel zones, available sinze
857  * boot. We base our calculation on KERNEL_EARLY internally, because:
858  *
859  * a) Hotplugged memory in one of the kernel zones can sometimes still get
860  *    hotunplugged, especially when hot(un)plugging individual memory blocks.
861  *    There is no coordination across memory devices, therefore "automatic"
862  *    hotunplugging, as implemented in hypervisors, could result in zone
863  *    imbalances.
864  * b) Early/boot memory in one of the kernel zones can usually not get
865  *    hotunplugged again (e.g., no firmware interface to unplug, fragmented
866  *    with unmovable allocations). While there are corner cases where it might
867  *    still work, it is barely relevant in practice.
868  *
869  * Exceptions are dynamic memory groups, which allow for more MOVABLE
870  * memory within the same memory group -- because in that case, there is
871  * coordination within the single memory device managed by a single driver.
872  *
873  * We rely on "present pages" instead of "managed pages", as the latter is
874  * highly unreliable and dynamic in virtualized environments, and does not
875  * consider boot time allocations. For example, memory ballooning adjusts the
876  * managed pages when inflating/deflating the balloon, and balloon compaction
877  * can even migrate inflated pages between zones.
878  *
879  * Using "present pages" is better but some things to keep in mind are:
880  *
881  * a) Some memblock allocations, such as for the crashkernel area, are
882  *    effectively unused by the kernel, yet they account to "present pages".
883  *    Fortunately, these allocations are comparatively small in relevant setups
884  *    (e.g., fraction of system memory).
885  * b) Some hotplugged memory blocks in virtualized environments, esecially
886  *    hotplugged by virtio-mem, look like they are completely present, however,
887  *    only parts of the memory block are actually currently usable.
888  *    "present pages" is an upper limit that can get reached at runtime. As
889  *    we base our calculations on KERNEL_EARLY, this is not an issue.
890  */
891 static struct zone *auto_movable_zone_for_pfn(int nid,
892                                               struct memory_group *group,
893                                               unsigned long pfn,
894                                               unsigned long nr_pages)
895 {
896         unsigned long online_pages = 0, max_pages, end_pfn;
897         struct page *page;
898
899         if (!auto_movable_ratio)
900                 goto kernel_zone;
901
902         if (group && !group->is_dynamic) {
903                 max_pages = group->s.max_pages;
904                 online_pages = group->present_movable_pages;
905
906                 /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
907                 if (group->present_kernel_pages)
908                         goto kernel_zone;
909         } else if (!group || group->d.unit_pages == nr_pages) {
910                 max_pages = nr_pages;
911         } else {
912                 max_pages = group->d.unit_pages;
913                 /*
914                  * Take a look at all online sections in the current unit.
915                  * We can safely assume that all pages within a section belong
916                  * to the same zone, because dynamic memory groups only deal
917                  * with hotplugged memory.
918                  */
919                 pfn = ALIGN_DOWN(pfn, group->d.unit_pages);
920                 end_pfn = pfn + group->d.unit_pages;
921                 for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
922                         page = pfn_to_online_page(pfn);
923                         if (!page)
924                                 continue;
925                         /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
926                         if (page_zonenum(page) != ZONE_MOVABLE)
927                                 goto kernel_zone;
928                         online_pages += PAGES_PER_SECTION;
929                 }
930         }
931
932         /*
933          * Online MOVABLE if we could *currently* online all remaining parts
934          * MOVABLE. We expect to (add+) online them immediately next, so if
935          * nobody interferes, all will be MOVABLE if possible.
936          */
937         nr_pages = max_pages - online_pages;
938         if (!auto_movable_can_online_movable(NUMA_NO_NODE, group, nr_pages))
939                 goto kernel_zone;
940
941 #ifdef CONFIG_NUMA
942         if (auto_movable_numa_aware &&
943             !auto_movable_can_online_movable(nid, group, nr_pages))
944                 goto kernel_zone;
945 #endif /* CONFIG_NUMA */
946
947         return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
948 kernel_zone:
949         return default_kernel_zone_for_pfn(nid, pfn, nr_pages);
950 }
951
952 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
953                 unsigned long nr_pages)
954 {
955         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
956                         nr_pages);
957         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
958         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
959         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
960
961         /*
962          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
963          * overlap in the given range
964          */
965         if (in_kernel ^ in_movable)
966                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
967
968         /*
969          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
970          * given range then we use movable zone only if movable_node is
971          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
972          */
973         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
974 }
975
976 struct zone *zone_for_pfn_range(int online_type, int nid,
977                 struct memory_group *group, unsigned long start_pfn,
978                 unsigned long nr_pages)
979 {
980         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
981                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
982
983         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
984                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
985
986         if (online_policy == ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE)
987                 return auto_movable_zone_for_pfn(nid, group, start_pfn, nr_pages);
988
989         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
990 }
991
992 /*
993  * This function should only be called by memory_block_{online,offline},
994  * and {online,offline}_pages.
995  */
996 void adjust_present_page_count(struct page *page, struct memory_group *group,
997                                long nr_pages)
998 {
999         struct zone *zone = page_zone(page);
1000         const bool movable = zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE;
1001
1002         /*
1003          * We only support onlining/offlining/adding/removing of complete
1004          * memory blocks; therefore, either all is either early or hotplugged.
1005          */
1006         if (early_section(__pfn_to_section(page_to_pfn(page))))
1007                 zone->present_early_pages += nr_pages;
1008         zone->present_pages += nr_pages;
1009         zone->zone_pgdat->node_present_pages += nr_pages;
1010
1011         if (group && movable)
1012                 group->present_movable_pages += nr_pages;
1013         else if (group && !movable)
1014                 group->present_kernel_pages += nr_pages;
1015 }
1016
1017 int mhp_init_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1018                               struct zone *zone)
1019 {
1020         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1021         int ret;
1022
1023         ret = kasan_add_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1024         if (ret)
1025                 return ret;
1026
1027         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_UNMOVABLE);
1028
1029         /*
1030          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1031          * the case, mark those sections online here as otherwise they will be
1032          * left offline.
1033          */
1034         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1035                 online_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1036
1037         return ret;
1038 }
1039
1040 void mhp_deinit_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
1041 {
1042         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1043
1044         /*
1045          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1046          * the case, mark those sections offline here as otherwise they will be
1047          * left online.
1048          */
1049         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1050                 offline_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1051
1052         /*
1053          * The pages associated with this vmemmap have been offlined, so
1054          * we can reset its state here.
1055          */
1056         remove_pfn_range_from_zone(page_zone(pfn_to_page(pfn)), pfn, nr_pages);
1057         kasan_remove_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1058 }
1059
1060 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1061                        struct zone *zone, struct memory_group *group)
1062 {
1063         unsigned long flags;
1064         int need_zonelists_rebuild = 0;
1065         const int nid = zone_to_nid(zone);
1066         int ret;
1067         struct memory_notify arg;
1068
1069         /*
1070          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1071          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1072          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1073          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1074          * aligned.
1075          */
1076         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages ||
1077                          !IS_ALIGNED(pfn, pageblock_nr_pages) ||
1078                          !IS_ALIGNED(pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1079                 return -EINVAL;
1080
1081         mem_hotplug_begin();
1082
1083         /* associate pfn range with the zone */
1084         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_ISOLATE);
1085
1086         arg.start_pfn = pfn;
1087         arg.nr_pages = nr_pages;
1088         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
1089
1090         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
1091         ret = notifier_to_errno(ret);
1092         if (ret)
1093                 goto failed_addition;
1094
1095         /*
1096          * Fixup the number of isolated pageblocks before marking the sections
1097          * onlining, such that undo_isolate_page_range() works correctly.
1098          */
1099         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1100         zone->nr_isolate_pageblock += nr_pages / pageblock_nr_pages;
1101         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1102
1103         /*
1104          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
1105          * This means the page allocator ignores this zone.
1106          * So, zonelist must be updated after online.
1107          */
1108         if (!populated_zone(zone)) {
1109                 need_zonelists_rebuild = 1;
1110                 setup_zone_pageset(zone);
1111         }
1112
1113         online_pages_range(pfn, nr_pages);
1114         adjust_present_page_count(pfn_to_page(pfn), group, nr_pages);
1115
1116         node_states_set_node(nid, &arg);
1117         if (need_zonelists_rebuild)
1118                 build_all_zonelists(NULL);
1119
1120         /* Basic onlining is complete, allow allocation of onlined pages. */
1121         undo_isolate_page_range(pfn, pfn + nr_pages, MIGRATE_MOVABLE);
1122
1123         /*
1124          * Freshly onlined pages aren't shuffled (e.g., all pages are placed to
1125          * the tail of the freelist when undoing isolation). Shuffle the whole
1126          * zone to make sure the just onlined pages are properly distributed
1127          * across the whole freelist - to create an initial shuffle.
1128          */
1129         shuffle_zone(zone);
1130
1131         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1132         init_per_zone_wmark_min();
1133
1134         kswapd_run(nid);
1135         kcompactd_run(nid);
1136
1137         writeback_set_ratelimit();
1138
1139         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1140         mem_hotplug_done();
1141         return 0;
1142
1143 failed_addition:
1144         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1145                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
1146                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
1147         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
1148         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
1149         mem_hotplug_done();
1150         return ret;
1151 }
1152
1153 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
1154 {
1155         struct zone *z;
1156
1157         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
1158                 z->present_pages = 0;
1159
1160         pgdat->node_present_pages = 0;
1161 }
1162
1163 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1164 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid)
1165 {
1166         struct pglist_data *pgdat;
1167
1168         pgdat = NODE_DATA(nid);
1169         if (!pgdat) {
1170                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1171                 if (!pgdat)
1172                         return NULL;
1173
1174                 pgdat->per_cpu_nodestats =
1175                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
1176                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1177         } else {
1178                 int cpu;
1179                 /*
1180                  * Reset the nr_zones, order and highest_zoneidx before reuse.
1181                  * Note that kswapd will init kswapd_highest_zoneidx properly
1182                  * when it starts in the near future.
1183                  */
1184                 pgdat->nr_zones = 0;
1185                 pgdat->kswapd_order = 0;
1186                 pgdat->kswapd_highest_zoneidx = 0;
1187                 for_each_online_cpu(cpu) {
1188                         struct per_cpu_nodestat *p;
1189
1190                         p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
1191                         memset(p, 0, sizeof(*p));
1192                 }
1193         }
1194
1195         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1196         pgdat->node_id = nid;
1197         pgdat->node_start_pfn = 0;
1198
1199         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1200         free_area_init_core_hotplug(nid);
1201
1202         /*
1203          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1204          * to access not-initialized zonelist, build here.
1205          */
1206         build_all_zonelists(pgdat);
1207
1208         /*
1209          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1210          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1211          * online_pages() and offline_pages().
1212          */
1213         reset_node_managed_pages(pgdat);
1214         reset_node_present_pages(pgdat);
1215
1216         return pgdat;
1217 }
1218
1219 static void rollback_node_hotadd(int nid)
1220 {
1221         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1222
1223         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1224         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1225         arch_free_nodedata(pgdat);
1226 }
1227
1228
1229 /*
1230  * __try_online_node - online a node if offlined
1231  * @nid: the node ID
1232  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1233  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1234  *
1235  * Returns:
1236  * 1 -> a new node has been allocated
1237  * 0 -> the node is already online
1238  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1239  */
1240 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
1241 {
1242         pg_data_t *pgdat;
1243         int ret = 1;
1244
1245         if (node_online(nid))
1246                 return 0;
1247
1248         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid);
1249         if (!pgdat) {
1250                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1251                 ret = -ENOMEM;
1252                 goto out;
1253         }
1254
1255         if (set_node_online) {
1256                 node_set_online(nid);
1257                 ret = register_one_node(nid);
1258                 BUG_ON(ret);
1259         }
1260 out:
1261         return ret;
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Users of this function always want to online/register the node
1266  */
1267 int try_online_node(int nid)
1268 {
1269         int ret;
1270
1271         mem_hotplug_begin();
1272         ret =  __try_online_node(nid, true);
1273         mem_hotplug_done();
1274         return ret;
1275 }
1276
1277 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1278 {
1279         /* memory range must be block size aligned */
1280         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1281             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1282                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1283                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1284                 return -EINVAL;
1285         }
1286
1287         return 0;
1288 }
1289
1290 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1291 {
1292         mem->online_type = mhp_default_online_type;
1293         return device_online(&mem->dev);
1294 }
1295
1296 bool mhp_supports_memmap_on_memory(unsigned long size)
1297 {
1298         unsigned long nr_vmemmap_pages = size / PAGE_SIZE;
1299         unsigned long vmemmap_size = nr_vmemmap_pages * sizeof(struct page);
1300         unsigned long remaining_size = size - vmemmap_size;
1301
1302         /*
1303          * Besides having arch support and the feature enabled at runtime, we
1304          * need a few more assumptions to hold true:
1305          *
1306          * a) We span a single memory block: memory onlining/offlinin;g happens
1307          *    in memory block granularity. We don't want the vmemmap of online
1308          *    memory blocks to reside on offline memory blocks. In the future,
1309          *    we might want to support variable-sized memory blocks to make the
1310          *    feature more versatile.
1311          *
1312          * b) The vmemmap pages span complete PMDs: We don't want vmemmap code
1313          *    to populate memory from the altmap for unrelated parts (i.e.,
1314          *    other memory blocks)
1315          *
1316          * c) The vmemmap pages (and thereby the pages that will be exposed to
1317          *    the buddy) have to cover full pageblocks: memory onlining/offlining
1318          *    code requires applicable ranges to be page-aligned, for example, to
1319          *    set the migratetypes properly.
1320          *
1321          * TODO: Although we have a check here to make sure that vmemmap pages
1322          *       fully populate a PMD, it is not the right place to check for
1323          *       this. A much better solution involves improving vmemmap code
1324          *       to fallback to base pages when trying to populate vmemmap using
1325          *       altmap as an alternative source of memory, and we do not exactly
1326          *       populate a single PMD.
1327          */
1328         return memmap_on_memory &&
1329                !hugetlb_free_vmemmap_enabled &&
1330                IS_ENABLED(CONFIG_MHP_MEMMAP_ON_MEMORY) &&
1331                size == memory_block_size_bytes() &&
1332                IS_ALIGNED(vmemmap_size, PMD_SIZE) &&
1333                IS_ALIGNED(remaining_size, (pageblock_nr_pages << PAGE_SHIFT));
1334 }
1335
1336 /*
1337  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1338  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1339  *
1340  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1341  */
1342 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, mhp_t mhp_flags)
1343 {
1344         struct mhp_params params = { .pgprot = pgprot_mhp(PAGE_KERNEL) };
1345         enum memblock_flags memblock_flags = MEMBLOCK_NONE;
1346         struct vmem_altmap mhp_altmap = {};
1347         struct memory_group *group = NULL;
1348         u64 start, size;
1349         bool new_node = false;
1350         int ret;
1351
1352         start = res->start;
1353         size = resource_size(res);
1354
1355         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1356         if (ret)
1357                 return ret;
1358
1359         if (mhp_flags & MHP_NID_IS_MGID) {
1360                 group = memory_group_find_by_id(nid);
1361                 if (!group)
1362                         return -EINVAL;
1363                 nid = group->nid;
1364         }
1365
1366         if (!node_possible(nid)) {
1367                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1368                 return -EINVAL;
1369         }
1370
1371         mem_hotplug_begin();
1372
1373         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
1374                 if (res->flags & IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED)
1375                         memblock_flags = MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED;
1376                 ret = memblock_add_node(start, size, nid, memblock_flags);
1377                 if (ret)
1378                         goto error_mem_hotplug_end;
1379         }
1380
1381         ret = __try_online_node(nid, false);
1382         if (ret < 0)
1383                 goto error;
1384         new_node = ret;
1385
1386         /*
1387          * Self hosted memmap array
1388          */
1389         if (mhp_flags & MHP_MEMMAP_ON_MEMORY) {
1390                 if (!mhp_supports_memmap_on_memory(size)) {
1391                         ret = -EINVAL;
1392                         goto error;
1393                 }
1394                 mhp_altmap.free = PHYS_PFN(size);
1395                 mhp_altmap.base_pfn = PHYS_PFN(start);
1396                 params.altmap = &mhp_altmap;
1397         }
1398
1399         /* call arch's memory hotadd */
1400         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1401         if (ret < 0)
1402                 goto error;
1403
1404         /* create memory block devices after memory was added */
1405         ret = create_memory_block_devices(start, size, mhp_altmap.alloc,
1406                                           group);
1407         if (ret) {
1408                 arch_remove_memory(start, size, NULL);
1409                 goto error;
1410         }
1411
1412         if (new_node) {
1413                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1414                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1415                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1416                  * We online node here. We can't roll back from here.
1417                  */
1418                 node_set_online(nid);
1419                 ret = __register_one_node(nid);
1420                 BUG_ON(ret);
1421         }
1422
1423         /* link memory sections under this node.*/
1424         link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1425                           MEMINIT_HOTPLUG);
1426
1427         /* create new memmap entry */
1428         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1429                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1430
1431         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1432         mem_hotplug_done();
1433
1434         /*
1435          * In case we're allowed to merge the resource, flag it and trigger
1436          * merging now that adding succeeded.
1437          */
1438         if (mhp_flags & MHP_MERGE_RESOURCE)
1439                 merge_system_ram_resource(res);
1440
1441         /* online pages if requested */
1442         if (mhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1443                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1444
1445         return ret;
1446 error:
1447         /* rollback pgdat allocation and others */
1448         if (new_node)
1449                 rollback_node_hotadd(nid);
1450         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1451                 memblock_remove(start, size);
1452 error_mem_hotplug_end:
1453         mem_hotplug_done();
1454         return ret;
1455 }
1456
1457 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1458 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1459 {
1460         struct resource *res;
1461         int ret;
1462
1463         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1464         if (IS_ERR(res))
1465                 return PTR_ERR(res);
1466
1467         ret = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1468         if (ret < 0)
1469                 release_memory_resource(res);
1470         return ret;
1471 }
1472
1473 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1474 {
1475         int rc;
1476
1477         lock_device_hotplug();
1478         rc = __add_memory(nid, start, size, mhp_flags);
1479         unlock_device_hotplug();
1480
1481         return rc;
1482 }
1483 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1484
1485 /*
1486  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1487  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1488  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1489  * after a reboot, and after kexec.
1490  *
1491  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1492  * kexec kernel or for placing kexec images:
1493  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1494  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1495  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1496  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1497  *
1498  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1499  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1500  * with IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1501  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1502  *
1503  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1504  * "System RAM ($DRIVER)".
1505  */
1506 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1507                               const char *resource_name, mhp_t mhp_flags)
1508 {
1509         struct resource *res;
1510         int rc;
1511
1512         if (!resource_name ||
1513             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1514             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1515                 return -EINVAL;
1516
1517         lock_device_hotplug();
1518
1519         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1520         if (IS_ERR(res)) {
1521                 rc = PTR_ERR(res);
1522                 goto out_unlock;
1523         }
1524
1525         rc = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1526         if (rc < 0)
1527                 release_memory_resource(res);
1528
1529 out_unlock:
1530         unlock_device_hotplug();
1531         return rc;
1532 }
1533 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1534
1535 /*
1536  * Platforms should define arch_get_mappable_range() that provides
1537  * maximum possible addressable physical memory range for which the
1538  * linear mapping could be created. The platform returned address
1539  * range must adhere to these following semantics.
1540  *
1541  * - range.start <= range.end
1542  * - Range includes both end points [range.start..range.end]
1543  *
1544  * There is also a fallback definition provided here, allowing the
1545  * entire possible physical address range in case any platform does
1546  * not define arch_get_mappable_range().
1547  */
1548 struct range __weak arch_get_mappable_range(void)
1549 {
1550         struct range mhp_range = {
1551                 .start = 0UL,
1552                 .end = -1ULL,
1553         };
1554         return mhp_range;
1555 }
1556
1557 struct range mhp_get_pluggable_range(bool need_mapping)
1558 {
1559         const u64 max_phys = (1ULL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1;
1560         struct range mhp_range;
1561
1562         if (need_mapping) {
1563                 mhp_range = arch_get_mappable_range();
1564                 if (mhp_range.start > max_phys) {
1565                         mhp_range.start = 0;
1566                         mhp_range.end = 0;
1567                 }
1568                 mhp_range.end = min_t(u64, mhp_range.end, max_phys);
1569         } else {
1570                 mhp_range.start = 0;
1571                 mhp_range.end = max_phys;
1572         }
1573         return mhp_range;
1574 }
1575 EXPORT_SYMBOL_GPL(mhp_get_pluggable_range);
1576
1577 bool mhp_range_allowed(u64 start, u64 size, bool need_mapping)
1578 {
1579         struct range mhp_range = mhp_get_pluggable_range(need_mapping);
1580         u64 end = start + size;
1581
1582         if (start < end && start >= mhp_range.start && (end - 1) <= mhp_range.end)
1583                 return true;
1584
1585         pr_warn("Hotplug memory [%#llx-%#llx] exceeds maximum addressable range [%#llx-%#llx]\n",
1586                 start, end, mhp_range.start, mhp_range.end);
1587         return false;
1588 }
1589
1590 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1591 /*
1592  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone (skipping
1593  * memory holes). When true, return the zone.
1594  */
1595 struct zone *test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn,
1596                                   unsigned long end_pfn)
1597 {
1598         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1599         struct zone *zone = NULL;
1600         struct page *page;
1601
1602         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1603              pfn < end_pfn;
1604              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1605                 /* Make sure the memory section is present first */
1606                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1607                         continue;
1608                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1609                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1610                         /* Check if we got outside of the zone */
1611                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn))
1612                                 return NULL;
1613                         page = pfn_to_page(pfn);
1614                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1615                                 return NULL;
1616                         zone = page_zone(page);
1617                 }
1618         }
1619
1620         return zone;
1621 }
1622
1623 /*
1624  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1625  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1626  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1627  * definitely unmovable pages.
1628  *
1629  * Returns:
1630  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1631  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1632  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1633  */
1634 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1635                               unsigned long *movable_pfn)
1636 {
1637         unsigned long pfn;
1638
1639         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1640                 struct page *page, *head;
1641                 unsigned long skip;
1642
1643                 if (!pfn_valid(pfn))
1644                         continue;
1645                 page = pfn_to_page(pfn);
1646                 if (PageLRU(page))
1647                         goto found;
1648                 if (__PageMovable(page))
1649                         goto found;
1650
1651                 /*
1652                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1653                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1654                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1655                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1656                  */
1657                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1658                         return -EBUSY;
1659
1660                 if (!PageHuge(page))
1661                         continue;
1662                 head = compound_head(page);
1663                 /*
1664                  * This test is racy as we hold no reference or lock.  The
1665                  * hugetlb page could have been free'ed and head is no longer
1666                  * a hugetlb page before the following check.  In such unlikely
1667                  * cases false positives and negatives are possible.  Calling
1668                  * code must deal with these scenarios.
1669                  */
1670                 if (HPageMigratable(head))
1671                         goto found;
1672                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1673                 pfn += skip - 1;
1674         }
1675         return -ENOENT;
1676 found:
1677         *movable_pfn = pfn;
1678         return 0;
1679 }
1680
1681 static int
1682 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1683 {
1684         unsigned long pfn;
1685         struct page *page, *head;
1686         int ret = 0;
1687         LIST_HEAD(source);
1688         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(migrate_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1689                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1690
1691         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1692                 if (!pfn_valid(pfn))
1693                         continue;
1694                 page = pfn_to_page(pfn);
1695                 head = compound_head(page);
1696
1697                 if (PageHuge(page)) {
1698                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1699                         isolate_huge_page(head, &source);
1700                         continue;
1701                 } else if (PageTransHuge(page))
1702                         pfn = page_to_pfn(head) + thp_nr_pages(page) - 1;
1703
1704                 /*
1705                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1706                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1707                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1708                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1709                  * the unmap as the catch all safety net).
1710                  */
1711                 if (PageHWPoison(page)) {
1712                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1713                                 isolate_lru_page(page);
1714                         if (page_mapped(page))
1715                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK);
1716                         continue;
1717                 }
1718
1719                 if (!get_page_unless_zero(page))
1720                         continue;
1721                 /*
1722                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1723                  * LRU and non-lru movable pages.
1724                  */
1725                 if (PageLRU(page))
1726                         ret = isolate_lru_page(page);
1727                 else
1728                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1729                 if (!ret) { /* Success */
1730                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1731                         if (!__PageMovable(page))
1732                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1733                                                     page_is_file_lru(page));
1734
1735                 } else {
1736                         if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1737                                 pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1738                                 dump_page(page, "isolation failed");
1739                         }
1740                 }
1741                 put_page(page);
1742         }
1743         if (!list_empty(&source)) {
1744                 nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1745                 struct migration_target_control mtc = {
1746                         .nmask = &nmask,
1747                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1748                 };
1749
1750                 /*
1751                  * We have checked that migration range is on a single zone so
1752                  * we can use the nid of the first page to all the others.
1753                  */
1754                 mtc.nid = page_to_nid(list_first_entry(&source, struct page, lru));
1755
1756                 /*
1757                  * try to allocate from a different node but reuse this node
1758                  * if there are no other online nodes to be used (e.g. we are
1759                  * offlining a part of the only existing node)
1760                  */
1761                 node_clear(mtc.nid, nmask);
1762                 if (nodes_empty(nmask))
1763                         node_set(mtc.nid, nmask);
1764                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migration_target, NULL,
1765                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG, NULL);
1766                 if (ret) {
1767                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1768                                 if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1769                                         pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d\n",
1770                                                 page_to_pfn(page), ret);
1771                                         dump_page(page, "migration failure");
1772                                 }
1773                         }
1774                         putback_movable_pages(&source);
1775                 }
1776         }
1777
1778         return ret;
1779 }
1780
1781 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1782 {
1783         movable_node_enabled = true;
1784         return 0;
1785 }
1786 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1787
1788 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1789 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1790                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1791 {
1792         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1793         unsigned long present_pages = 0;
1794         enum zone_type zt;
1795
1796         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1797         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1798
1799         /*
1800          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1801          * If the memory to be offline is within the range
1802          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1803          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1804          * thus we can determine that we need to clear the node from
1805          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1806          */
1807         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1808                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1809         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1810                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1811
1812         /*
1813          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL); ZONE_HIGHMEM
1814          * does not apply as we don't support 32bit.
1815          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1816          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1817          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1818          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1819          * it for N_MEMORY as well.
1820          */
1821         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1822
1823         if (nr_pages >= present_pages)
1824                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1825 }
1826
1827 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1828 {
1829         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1830                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1831
1832         if (arg->status_change_nid >= 0)
1833                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1834 }
1835
1836 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1837                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1838 {
1839         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1840
1841         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1842         return 0;
1843 }
1844
1845 int __ref offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1846                         struct memory_group *group)
1847 {
1848         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
1849         unsigned long pfn, system_ram_pages = 0;
1850         unsigned long flags;
1851         struct zone *zone;
1852         struct memory_notify arg;
1853         int ret, node;
1854         char *reason;
1855
1856         /*
1857          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1858          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1859          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1860          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1861          * aligned.
1862          */
1863         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages ||
1864                          !IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages) ||
1865                          !IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1866                 return -EINVAL;
1867
1868         mem_hotplug_begin();
1869
1870         /*
1871          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1872          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1873          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1874          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1875          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1876          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1877          */
1878         walk_system_ram_range(start_pfn, nr_pages, &system_ram_pages,
1879                               count_system_ram_pages_cb);
1880         if (system_ram_pages != nr_pages) {
1881                 ret = -EINVAL;
1882                 reason = "memory holes";
1883                 goto failed_removal;
1884         }
1885
1886         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1887            we assume this for now. .*/
1888         zone = test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn);
1889         if (!zone) {
1890                 ret = -EINVAL;
1891                 reason = "multizone range";
1892                 goto failed_removal;
1893         }
1894         node = zone_to_nid(zone);
1895
1896         /*
1897          * Disable pcplists so that page isolation cannot race with freeing
1898          * in a way that pages from isolated pageblock are left on pcplists.
1899          */
1900         zone_pcp_disable(zone);
1901         lru_cache_disable();
1902
1903         /* set above range as isolated */
1904         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1905                                        MIGRATE_MOVABLE,
1906                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE);
1907         if (ret) {
1908                 reason = "failure to isolate range";
1909                 goto failed_removal_pcplists_disabled;
1910         }
1911
1912         arg.start_pfn = start_pfn;
1913         arg.nr_pages = nr_pages;
1914         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1915
1916         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1917         ret = notifier_to_errno(ret);
1918         if (ret) {
1919                 reason = "notifier failure";
1920                 goto failed_removal_isolated;
1921         }
1922
1923         do {
1924                 pfn = start_pfn;
1925                 do {
1926                         if (signal_pending(current)) {
1927                                 ret = -EINTR;
1928                                 reason = "signal backoff";
1929                                 goto failed_removal_isolated;
1930                         }
1931
1932                         cond_resched();
1933
1934                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
1935                         if (!ret) {
1936                                 /*
1937                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1938                                  * out
1939                                  */
1940                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1941                         }
1942                 } while (!ret);
1943
1944                 if (ret != -ENOENT) {
1945                         reason = "unmovable page";
1946                         goto failed_removal_isolated;
1947                 }
1948
1949                 /*
1950                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1951                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1952                  * counting consistent.
1953                  */
1954                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1955                 if (ret) {
1956                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1957                         goto failed_removal_isolated;
1958                 }
1959
1960                 ret = test_pages_isolated(start_pfn, end_pfn, MEMORY_OFFLINE);
1961
1962         } while (ret);
1963
1964         /* Mark all sections offline and remove free pages from the buddy. */
1965         __offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1966         pr_debug("Offlined Pages %ld\n", nr_pages);
1967
1968         /*
1969          * The memory sections are marked offline, and the pageblock flags
1970          * effectively stale; nobody should be touching them. Fixup the number
1971          * of isolated pageblocks, memory onlining will properly revert this.
1972          */
1973         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1974         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_pages / pageblock_nr_pages;
1975         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1976
1977         lru_cache_enable();
1978         zone_pcp_enable(zone);
1979
1980         /* removal success */
1981         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -nr_pages);
1982         adjust_present_page_count(pfn_to_page(start_pfn), group, -nr_pages);
1983
1984         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1985         init_per_zone_wmark_min();
1986
1987         if (!populated_zone(zone)) {
1988                 zone_pcp_reset(zone);
1989                 build_all_zonelists(NULL);
1990         }
1991
1992         node_states_clear_node(node, &arg);
1993         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1994                 kswapd_stop(node);
1995                 kcompactd_stop(node);
1996         }
1997
1998         writeback_set_ratelimit();
1999
2000         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
2001         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
2002         mem_hotplug_done();
2003         return 0;
2004
2005 failed_removal_isolated:
2006         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
2007         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
2008 failed_removal_pcplists_disabled:
2009         lru_cache_enable();
2010         zone_pcp_enable(zone);
2011 failed_removal:
2012         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
2013                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
2014                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
2015                  reason);
2016         /* pushback to free area */
2017         mem_hotplug_done();
2018         return ret;
2019 }
2020
2021 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2022 {
2023         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
2024         int *nid = arg;
2025
2026         *nid = mem->nid;
2027         if (unlikely(ret)) {
2028                 phys_addr_t beginpa, endpa;
2029
2030                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2031                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
2032                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
2033                         &beginpa, &endpa);
2034
2035                 return -EBUSY;
2036         }
2037         return 0;
2038 }
2039
2040 static int get_nr_vmemmap_pages_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2041 {
2042         /*
2043          * If not set, continue with the next block.
2044          */
2045         return mem->nr_vmemmap_pages;
2046 }
2047
2048 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
2049 {
2050         int cpu;
2051
2052         for_each_present_cpu(cpu) {
2053                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
2054                         /*
2055                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
2056                          * offline this node.
2057                          */
2058                         return -EBUSY;
2059         }
2060
2061         return 0;
2062 }
2063
2064 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2065 {
2066         int nid = *(int *)arg;
2067
2068         /*
2069          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
2070          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
2071          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
2072          */
2073         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
2074 }
2075
2076 /**
2077  * try_offline_node
2078  * @nid: the node ID
2079  *
2080  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
2081  *
2082  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2083  * and online/offline operations before this call.
2084  */
2085 void try_offline_node(int nid)
2086 {
2087         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2088         int rc;
2089
2090         /*
2091          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
2092          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
2093          * e.g., after the memory block was onlined.
2094          */
2095         if (pgdat->node_spanned_pages)
2096                 return;
2097
2098         /*
2099          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
2100          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
2101          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
2102          */
2103         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
2104         if (rc)
2105                 return;
2106
2107         if (check_cpu_on_node(pgdat))
2108                 return;
2109
2110         /*
2111          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
2112          * node now.
2113          */
2114         node_set_offline(nid);
2115         unregister_one_node(nid);
2116 }
2117 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
2118
2119 static int __ref try_remove_memory(u64 start, u64 size)
2120 {
2121         struct vmem_altmap mhp_altmap = {};
2122         struct vmem_altmap *altmap = NULL;
2123         unsigned long nr_vmemmap_pages;
2124         int rc = 0, nid = NUMA_NO_NODE;
2125
2126         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
2127
2128         /*
2129          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
2130          * whether all memory blocks in question are offline and return error
2131          * if this is not the case.
2132          *
2133          * While at it, determine the nid. Note that if we'd have mixed nodes,
2134          * we'd only try to offline the last determined one -- which is good
2135          * enough for the cases we care about.
2136          */
2137         rc = walk_memory_blocks(start, size, &nid, check_memblock_offlined_cb);
2138         if (rc)
2139                 return rc;
2140
2141         /*
2142          * We only support removing memory added with MHP_MEMMAP_ON_MEMORY in
2143          * the same granularity it was added - a single memory block.
2144          */
2145         if (memmap_on_memory) {
2146                 nr_vmemmap_pages = walk_memory_blocks(start, size, NULL,
2147                                                       get_nr_vmemmap_pages_cb);
2148                 if (nr_vmemmap_pages) {
2149                         if (size != memory_block_size_bytes()) {
2150                                 pr_warn("Refuse to remove %#llx - %#llx,"
2151                                         "wrong granularity\n",
2152                                         start, start + size);
2153                                 return -EINVAL;
2154                         }
2155
2156                         /*
2157                          * Let remove_pmd_table->free_hugepage_table do the
2158                          * right thing if we used vmem_altmap when hot-adding
2159                          * the range.
2160                          */
2161                         mhp_altmap.alloc = nr_vmemmap_pages;
2162                         altmap = &mhp_altmap;
2163                 }
2164         }
2165
2166         /* remove memmap entry */
2167         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
2168
2169         /*
2170          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
2171          * a barrier against racing online attempts.
2172          */
2173         remove_memory_block_devices(start, size);
2174
2175         mem_hotplug_begin();
2176
2177         arch_remove_memory(start, size, altmap);
2178
2179         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
2180                 memblock_phys_free(start, size);
2181                 memblock_remove(start, size);
2182         }
2183
2184         release_mem_region_adjustable(start, size);
2185
2186         if (nid != NUMA_NO_NODE)
2187                 try_offline_node(nid);
2188
2189         mem_hotplug_done();
2190         return 0;
2191 }
2192
2193 /**
2194  * __remove_memory - Remove memory if every memory block is offline
2195  * @start: physical address of the region to remove
2196  * @size: size of the region to remove
2197  *
2198  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2199  * and online/offline operations before this call, as required by
2200  * try_offline_node().
2201  */
2202 void __remove_memory(u64 start, u64 size)
2203 {
2204
2205         /*
2206          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
2207          * function
2208          */
2209         if (try_remove_memory(start, size))
2210                 BUG();
2211 }
2212
2213 /*
2214  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
2215  * some memory is not offline
2216  */
2217 int remove_memory(u64 start, u64 size)
2218 {
2219         int rc;
2220
2221         lock_device_hotplug();
2222         rc = try_remove_memory(start, size);
2223         unlock_device_hotplug();
2224
2225         return rc;
2226 }
2227 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
2228
2229 static int try_offline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2230 {
2231         uint8_t online_type = MMOP_ONLINE_KERNEL;
2232         uint8_t **online_types = arg;
2233         struct page *page;
2234         int rc;
2235
2236         /*
2237          * Sense the online_type via the zone of the memory block. Offlining
2238          * with multiple zones within one memory block will be rejected
2239          * by offlining code ... so we don't care about that.
2240          */
2241         page = pfn_to_online_page(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2242         if (page && zone_idx(page_zone(page)) == ZONE_MOVABLE)
2243                 online_type = MMOP_ONLINE_MOVABLE;
2244
2245         rc = device_offline(&mem->dev);
2246         /*
2247          * Default is MMOP_OFFLINE - change it only if offlining succeeded,
2248          * so try_reonline_memory_block() can do the right thing.
2249          */
2250         if (!rc)
2251                 **online_types = online_type;
2252
2253         (*online_types)++;
2254         /* Ignore if already offline. */
2255         return rc < 0 ? rc : 0;
2256 }
2257
2258 static int try_reonline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2259 {
2260         uint8_t **online_types = arg;
2261         int rc;
2262
2263         if (**online_types != MMOP_OFFLINE) {
2264                 mem->online_type = **online_types;
2265                 rc = device_online(&mem->dev);
2266                 if (rc < 0)
2267                         pr_warn("%s: Failed to re-online memory: %d",
2268                                 __func__, rc);
2269         }
2270
2271         /* Continue processing all remaining memory blocks. */
2272         (*online_types)++;
2273         return 0;
2274 }
2275
2276 /*
2277  * Try to offline and remove memory. Might take a long time to finish in case
2278  * memory is still in use. Primarily useful for memory devices that logically
2279  * unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to offline + remove
2280  * that memory.
2281  */
2282 int offline_and_remove_memory(u64 start, u64 size)
2283 {
2284         const unsigned long mb_count = size / memory_block_size_bytes();
2285         uint8_t *online_types, *tmp;
2286         int rc;
2287
2288         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
2289             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes()) || !size)
2290                 return -EINVAL;
2291
2292         /*
2293          * We'll remember the old online type of each memory block, so we can
2294          * try to revert whatever we did when offlining one memory block fails
2295          * after offlining some others succeeded.
2296          */
2297         online_types = kmalloc_array(mb_count, sizeof(*online_types),
2298                                      GFP_KERNEL);
2299         if (!online_types)
2300                 return -ENOMEM;
2301         /*
2302          * Initialize all states to MMOP_OFFLINE, so when we abort processing in
2303          * try_offline_memory_block(), we'll skip all unprocessed blocks in
2304          * try_reonline_memory_block().
2305          */
2306         memset(online_types, MMOP_OFFLINE, mb_count);
2307
2308         lock_device_hotplug();
2309
2310         tmp = online_types;
2311         rc = walk_memory_blocks(start, size, &tmp, try_offline_memory_block);
2312
2313         /*
2314          * In case we succeeded to offline all memory, remove it.
2315          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
2316          */
2317         if (!rc) {
2318                 rc = try_remove_memory(start, size);
2319                 if (rc)
2320                         pr_err("%s: Failed to remove memory: %d", __func__, rc);
2321         }
2322
2323         /*
2324          * Rollback what we did. While memory onlining might theoretically fail
2325          * (nacked by a notifier), it barely ever happens.
2326          */
2327         if (rc) {
2328                 tmp = online_types;
2329                 walk_memory_blocks(start, size, &tmp,
2330                                    try_reonline_memory_block);
2331         }
2332         unlock_device_hotplug();
2333
2334         kfree(online_types);
2335         return rc;
2336 }
2337 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
2338 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */