Linux 6.0-rc1
[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/highmem.h>
25 #include <linux/vmalloc.h>
26 #include <linux/ioport.h>
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/migrate.h>
29 #include <linux/page-isolation.h>
30 #include <linux/pfn.h>
31 #include <linux/suspend.h>
32 #include <linux/mm_inline.h>
33 #include <linux/firmware-map.h>
34 #include <linux/stop_machine.h>
35 #include <linux/hugetlb.h>
36 #include <linux/memblock.h>
37 #include <linux/compaction.h>
38 #include <linux/rmap.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41
42 #include "internal.h"
43 #include "shuffle.h"
44
45
46 /*
47  * memory_hotplug.memmap_on_memory parameter
48  */
49 static bool memmap_on_memory __ro_after_init;
50 #ifdef CONFIG_MHP_MEMMAP_ON_MEMORY
51 module_param(memmap_on_memory, bool, 0444);
52 MODULE_PARM_DESC(memmap_on_memory, "Enable memmap on memory for memory hotplug");
53 #endif
54
55 enum {
56         ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES = 0,
57         ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE,
58 };
59
60 const char *online_policy_to_str[] = {
61         [ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES] = "contig-zones",
62         [ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE] = "auto-movable",
63 };
64
65 static int set_online_policy(const char *val, const struct kernel_param *kp)
66 {
67         int ret = sysfs_match_string(online_policy_to_str, val);
68
69         if (ret < 0)
70                 return ret;
71         *((int *)kp->arg) = ret;
72         return 0;
73 }
74
75 static int get_online_policy(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
76 {
77         return sprintf(buffer, "%s\n", online_policy_to_str[*((int *)kp->arg)]);
78 }
79
80 /*
81  * memory_hotplug.online_policy: configure online behavior when onlining without
82  * specifying a zone (MMOP_ONLINE)
83  *
84  * "contig-zones": keep zone contiguous
85  * "auto-movable": online memory to ZONE_MOVABLE if the configuration
86  *                 (auto_movable_ratio, auto_movable_numa_aware) allows for it
87  */
88 static int online_policy __read_mostly = ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES;
89 static const struct kernel_param_ops online_policy_ops = {
90         .set = set_online_policy,
91         .get = get_online_policy,
92 };
93 module_param_cb(online_policy, &online_policy_ops, &online_policy, 0644);
94 MODULE_PARM_DESC(online_policy,
95                 "Set the online policy (\"contig-zones\", \"auto-movable\") "
96                 "Default: \"contig-zones\"");
97
98 /*
99  * memory_hotplug.auto_movable_ratio: specify maximum MOVABLE:KERNEL ratio
100  *
101  * The ratio represent an upper limit and the kernel might decide to not
102  * online some memory to ZONE_MOVABLE -- e.g., because hotplugged KERNEL memory
103  * doesn't allow for more MOVABLE memory.
104  */
105 static unsigned int auto_movable_ratio __read_mostly = 301;
106 module_param(auto_movable_ratio, uint, 0644);
107 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_ratio,
108                 "Set the maximum ratio of MOVABLE:KERNEL memory in the system "
109                 "in percent for \"auto-movable\" online policy. Default: 301");
110
111 /*
112  * memory_hotplug.auto_movable_numa_aware: consider numa node stats
113  */
114 #ifdef CONFIG_NUMA
115 static bool auto_movable_numa_aware __read_mostly = true;
116 module_param(auto_movable_numa_aware, bool, 0644);
117 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_numa_aware,
118                 "Consider numa node stats in addition to global stats in "
119                 "\"auto-movable\" online policy. Default: true");
120 #endif /* CONFIG_NUMA */
121
122 /*
123  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
124  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
125  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
126  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
127  */
128
129 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
130 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
131
132 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
133
134 void get_online_mems(void)
135 {
136         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
137 }
138
139 void put_online_mems(void)
140 {
141         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
142 }
143
144 bool movable_node_enabled = false;
145
146 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
147 int mhp_default_online_type = MMOP_OFFLINE;
148 #else
149 int mhp_default_online_type = MMOP_ONLINE;
150 #endif
151
152 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
153 {
154         const int online_type = mhp_online_type_from_str(str);
155
156         if (online_type >= 0)
157                 mhp_default_online_type = online_type;
158
159         return 1;
160 }
161 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
162
163 void mem_hotplug_begin(void)
164 {
165         cpus_read_lock();
166         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
167 }
168
169 void mem_hotplug_done(void)
170 {
171         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
172         cpus_read_unlock();
173 }
174
175 u64 max_mem_size = U64_MAX;
176
177 /* add this memory to iomem resource */
178 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size,
179                                                  const char *resource_name)
180 {
181         struct resource *res;
182         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
183
184         if (strcmp(resource_name, "System RAM"))
185                 flags |= IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED;
186
187         if (!mhp_range_allowed(start, size, true))
188                 return ERR_PTR(-E2BIG);
189
190         /*
191          * Make sure value parsed from 'mem=' only restricts memory adding
192          * while booting, so that memory hotplug won't be impacted. Please
193          * refer to document of 'mem=' in kernel-parameters.txt for more
194          * details.
195          */
196         if (start + size > max_mem_size && system_state < SYSTEM_RUNNING)
197                 return ERR_PTR(-E2BIG);
198
199         /*
200          * Request ownership of the new memory range.  This might be
201          * a child of an existing resource that was present but
202          * not marked as busy.
203          */
204         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
205                                resource_name, flags);
206
207         if (!res) {
208                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
209                                 start, start + size);
210                 return ERR_PTR(-EEXIST);
211         }
212         return res;
213 }
214
215 static void release_memory_resource(struct resource *res)
216 {
217         if (!res)
218                 return;
219         release_resource(res);
220         kfree(res);
221 }
222
223 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
224 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
225                 const char *reason)
226 {
227         /*
228          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
229          * allow operations smaller than a section for
230          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
231          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
232          * memory that will be marked online, so this check should only
233          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
234          * add_memory_resource().
235          */
236         unsigned long min_align;
237
238         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
239                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
240         else
241                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
242         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
243                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
244                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
245                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
246                 return -EINVAL;
247         }
248         return 0;
249 }
250
251 /*
252  * Return page for the valid pfn only if the page is online. All pfn
253  * walkers which rely on the fully initialized page->flags and others
254  * should use this rather than pfn_valid && pfn_to_page
255  */
256 struct page *pfn_to_online_page(unsigned long pfn)
257 {
258         unsigned long nr = pfn_to_section_nr(pfn);
259         struct dev_pagemap *pgmap;
260         struct mem_section *ms;
261
262         if (nr >= NR_MEM_SECTIONS)
263                 return NULL;
264
265         ms = __nr_to_section(nr);
266         if (!online_section(ms))
267                 return NULL;
268
269         /*
270          * Save some code text when online_section() +
271          * pfn_section_valid() are sufficient.
272          */
273         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) && !pfn_valid(pfn))
274                 return NULL;
275
276         if (!pfn_section_valid(ms, pfn))
277                 return NULL;
278
279         if (!online_device_section(ms))
280                 return pfn_to_page(pfn);
281
282         /*
283          * Slowpath: when ZONE_DEVICE collides with
284          * ZONE_{NORMAL,MOVABLE} within the same section some pfns in
285          * the section may be 'offline' but 'valid'. Only
286          * get_dev_pagemap() can determine sub-section online status.
287          */
288         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
289         put_dev_pagemap(pgmap);
290
291         /* The presence of a pgmap indicates ZONE_DEVICE offline pfn */
292         if (pgmap)
293                 return NULL;
294
295         return pfn_to_page(pfn);
296 }
297 EXPORT_SYMBOL_GPL(pfn_to_online_page);
298
299 /*
300  * Reasonably generic function for adding memory.  It is
301  * expected that archs that support memory hotplug will
302  * call this function after deciding the zone to which to
303  * add the new pages.
304  */
305 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
306                 struct mhp_params *params)
307 {
308         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
309         unsigned long cur_nr_pages;
310         int err;
311         struct vmem_altmap *altmap = params->altmap;
312
313         if (WARN_ON_ONCE(!params->pgprot.pgprot))
314                 return -EINVAL;
315
316         VM_BUG_ON(!mhp_range_allowed(PFN_PHYS(pfn), nr_pages * PAGE_SIZE, false));
317
318         if (altmap) {
319                 /*
320                  * Validate altmap is within bounds of the total request
321                  */
322                 if (altmap->base_pfn != pfn
323                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
324                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
325                         return -EINVAL;
326                 }
327                 altmap->alloc = 0;
328         }
329
330         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
331         if (err)
332                 return err;
333
334         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
335                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
336                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
337                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
338                 err = sparse_add_section(nid, pfn, cur_nr_pages, altmap);
339                 if (err)
340                         break;
341                 cond_resched();
342         }
343         vmemmap_populate_print_last();
344         return err;
345 }
346
347 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
348 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
349                                      unsigned long start_pfn,
350                                      unsigned long end_pfn)
351 {
352         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
353                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
354                         continue;
355
356                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
357                         continue;
358
359                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
360                         continue;
361
362                 return start_pfn;
363         }
364
365         return 0;
366 }
367
368 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
369 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
370                                     unsigned long start_pfn,
371                                     unsigned long end_pfn)
372 {
373         unsigned long pfn;
374
375         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
376         pfn = end_pfn - 1;
377         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
378                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
379                         continue;
380
381                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
382                         continue;
383
384                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
385                         continue;
386
387                 return pfn;
388         }
389
390         return 0;
391 }
392
393 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
394                              unsigned long end_pfn)
395 {
396         unsigned long pfn;
397         int nid = zone_to_nid(zone);
398
399         if (zone->zone_start_pfn == start_pfn) {
400                 /*
401                  * If the section is smallest section in the zone, it need
402                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
403                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
404                  * for shrinking zone.
405                  */
406                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
407                                                 zone_end_pfn(zone));
408                 if (pfn) {
409                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn(zone) - pfn;
410                         zone->zone_start_pfn = pfn;
411                 } else {
412                         zone->zone_start_pfn = 0;
413                         zone->spanned_pages = 0;
414                 }
415         } else if (zone_end_pfn(zone) == end_pfn) {
416                 /*
417                  * If the section is biggest section in the zone, it need
418                  * shrink zone->spanned_pages.
419                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
420                  * shrinking zone.
421                  */
422                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone->zone_start_pfn,
423                                                start_pfn);
424                 if (pfn)
425                         zone->spanned_pages = pfn - zone->zone_start_pfn + 1;
426                 else {
427                         zone->zone_start_pfn = 0;
428                         zone->spanned_pages = 0;
429                 }
430         }
431 }
432
433 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
434 {
435         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
436         struct zone *zone;
437
438         for (zone = pgdat->node_zones;
439              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
440                 unsigned long end_pfn = zone_end_pfn(zone);
441
442                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
443                 if (!zone->spanned_pages)
444                         continue;
445                 if (!node_end_pfn) {
446                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
447                         node_end_pfn = end_pfn;
448                         continue;
449                 }
450
451                 if (end_pfn > node_end_pfn)
452                         node_end_pfn = end_pfn;
453                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
454                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
455         }
456
457         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
458         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
459 }
460
461 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
462                                       unsigned long start_pfn,
463                                       unsigned long nr_pages)
464 {
465         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
466         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
467         unsigned long pfn, cur_nr_pages;
468
469         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
470         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
471                 cond_resched();
472
473                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
474                 cur_nr_pages =
475                         min(end_pfn - pfn, SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
476                 page_init_poison(pfn_to_page(pfn),
477                                  sizeof(struct page) * cur_nr_pages);
478         }
479
480         /*
481          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
482          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
483          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
484          */
485         if (zone_is_zone_device(zone))
486                 return;
487
488         clear_zone_contiguous(zone);
489
490         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
491         update_pgdat_span(pgdat);
492
493         set_zone_contiguous(zone);
494 }
495
496 static void __remove_section(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
497                              unsigned long map_offset,
498                              struct vmem_altmap *altmap)
499 {
500         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
501
502         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
503                 return;
504
505         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
506 }
507
508 /**
509  * __remove_pages() - remove sections of pages
510  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
511  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
512  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
513  *
514  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
515  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
516  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
517  * calling offline_pages().
518  */
519 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
520                     struct vmem_altmap *altmap)
521 {
522         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
523         unsigned long cur_nr_pages;
524         unsigned long map_offset = 0;
525
526         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
527
528         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
529                 return;
530
531         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
532                 cond_resched();
533                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
534                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
535                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
536                 __remove_section(pfn, cur_nr_pages, map_offset, altmap);
537                 map_offset = 0;
538         }
539 }
540
541 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
542 {
543         int rc = -EINVAL;
544
545         get_online_mems();
546         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
547
548         if (online_page_callback == generic_online_page) {
549                 online_page_callback = callback;
550                 rc = 0;
551         }
552
553         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
554         put_online_mems();
555
556         return rc;
557 }
558 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
559
560 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
561 {
562         int rc = -EINVAL;
563
564         get_online_mems();
565         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
566
567         if (online_page_callback == callback) {
568                 online_page_callback = generic_online_page;
569                 rc = 0;
570         }
571
572         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
573         put_online_mems();
574
575         return rc;
576 }
577 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
578
579 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
580 {
581         /*
582          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
583          * so we should map it first. This is better than introducing a special
584          * case in page freeing fast path.
585          */
586         debug_pagealloc_map_pages(page, 1 << order);
587         __free_pages_core(page, order);
588         totalram_pages_add(1UL << order);
589 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
590         if (PageHighMem(page))
591                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
592 #endif
593 }
594 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
595
596 static void online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
597 {
598         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
599         unsigned long pfn;
600
601         /*
602          * Online the pages in MAX_ORDER - 1 aligned chunks. The callback might
603          * decide to not expose all pages to the buddy (e.g., expose them
604          * later). We account all pages as being online and belonging to this
605          * zone ("present").
606          * When using memmap_on_memory, the range might not be aligned to
607          * MAX_ORDER_NR_PAGES - 1, but pageblock aligned. __ffs() will detect
608          * this and the first chunk to online will be pageblock_nr_pages.
609          */
610         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn;) {
611                 int order = min(MAX_ORDER - 1UL, __ffs(pfn));
612
613                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
614                 pfn += (1UL << order);
615         }
616
617         /* mark all involved sections as online */
618         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
619 }
620
621 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
622 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
623         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
624 {
625         int nid = zone_to_nid(zone);
626
627         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
628         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
629         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
630
631         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
632                 arg->status_change_nid = nid;
633         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
634                 arg->status_change_nid_normal = nid;
635 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
636         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
637                 arg->status_change_nid_high = nid;
638 #endif
639 }
640
641 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
642 {
643         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
644                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
645
646         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
647                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
648
649         if (arg->status_change_nid >= 0)
650                 node_set_state(node, N_MEMORY);
651 }
652
653 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
654                 unsigned long nr_pages)
655 {
656         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
657
658         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
659                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
660
661         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
662 }
663
664 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
665                                      unsigned long nr_pages)
666 {
667         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
668
669         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
670                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
671
672         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
673
674 }
675
676 static void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
677 {
678         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
679
680         ms->section_mem_map |= SECTION_TAINT_ZONE_DEVICE;
681 }
682
683 /*
684  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
685  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
686  * call, all affected pages are PG_reserved.
687  *
688  * All aligned pageblocks are initialized to the specified migratetype
689  * (usually MIGRATE_MOVABLE). Besides setting the migratetype, no related
690  * zone stats (e.g., nr_isolate_pageblock) are touched.
691  */
692 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
693                                   unsigned long nr_pages,
694                                   struct vmem_altmap *altmap, int migratetype)
695 {
696         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
697         int nid = pgdat->node_id;
698
699         clear_zone_contiguous(zone);
700
701         if (zone_is_empty(zone))
702                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
703         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
704         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
705
706         /*
707          * Subsection population requires care in pfn_to_online_page().
708          * Set the taint to enable the slow path detection of
709          * ZONE_DEVICE pages in an otherwise  ZONE_{NORMAL,MOVABLE}
710          * section.
711          */
712         if (zone_is_zone_device(zone)) {
713                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn, PAGES_PER_SECTION))
714                         section_taint_zone_device(start_pfn);
715                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION))
716                         section_taint_zone_device(start_pfn + nr_pages);
717         }
718
719         /*
720          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
721          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
722          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
723          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
724          */
725         memmap_init_range(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, 0,
726                          MEMINIT_HOTPLUG, altmap, migratetype);
727
728         set_zone_contiguous(zone);
729 }
730
731 struct auto_movable_stats {
732         unsigned long kernel_early_pages;
733         unsigned long movable_pages;
734 };
735
736 static void auto_movable_stats_account_zone(struct auto_movable_stats *stats,
737                                             struct zone *zone)
738 {
739         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
740                 stats->movable_pages += zone->present_pages;
741         } else {
742                 stats->kernel_early_pages += zone->present_early_pages;
743 #ifdef CONFIG_CMA
744                 /*
745                  * CMA pages (never on hotplugged memory) behave like
746                  * ZONE_MOVABLE.
747                  */
748                 stats->movable_pages += zone->cma_pages;
749                 stats->kernel_early_pages -= zone->cma_pages;
750 #endif /* CONFIG_CMA */
751         }
752 }
753 struct auto_movable_group_stats {
754         unsigned long movable_pages;
755         unsigned long req_kernel_early_pages;
756 };
757
758 static int auto_movable_stats_account_group(struct memory_group *group,
759                                            void *arg)
760 {
761         const int ratio = READ_ONCE(auto_movable_ratio);
762         struct auto_movable_group_stats *stats = arg;
763         long pages;
764
765         /*
766          * We don't support modifying the config while the auto-movable online
767          * policy is already enabled. Just avoid the division by zero below.
768          */
769         if (!ratio)
770                 return 0;
771
772         /*
773          * Calculate how many early kernel pages this group requires to
774          * satisfy the configured zone ratio.
775          */
776         pages = group->present_movable_pages * 100 / ratio;
777         pages -= group->present_kernel_pages;
778
779         if (pages > 0)
780                 stats->req_kernel_early_pages += pages;
781         stats->movable_pages += group->present_movable_pages;
782         return 0;
783 }
784
785 static bool auto_movable_can_online_movable(int nid, struct memory_group *group,
786                                             unsigned long nr_pages)
787 {
788         unsigned long kernel_early_pages, movable_pages;
789         struct auto_movable_group_stats group_stats = {};
790         struct auto_movable_stats stats = {};
791         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
792         struct zone *zone;
793         int i;
794
795         /* Walk all relevant zones and collect MOVABLE vs. KERNEL stats. */
796         if (nid == NUMA_NO_NODE) {
797                 /* TODO: cache values */
798                 for_each_populated_zone(zone)
799                         auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
800         } else {
801                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
802                         zone = pgdat->node_zones + i;
803                         if (populated_zone(zone))
804                                 auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
805                 }
806         }
807
808         kernel_early_pages = stats.kernel_early_pages;
809         movable_pages = stats.movable_pages;
810
811         /*
812          * Kernel memory inside dynamic memory group allows for more MOVABLE
813          * memory within the same group. Remove the effect of all but the
814          * current group from the stats.
815          */
816         walk_dynamic_memory_groups(nid, auto_movable_stats_account_group,
817                                    group, &group_stats);
818         if (kernel_early_pages <= group_stats.req_kernel_early_pages)
819                 return false;
820         kernel_early_pages -= group_stats.req_kernel_early_pages;
821         movable_pages -= group_stats.movable_pages;
822
823         if (group && group->is_dynamic)
824                 kernel_early_pages += group->present_kernel_pages;
825
826         /*
827          * Test if we could online the given number of pages to ZONE_MOVABLE
828          * and still stay in the configured ratio.
829          */
830         movable_pages += nr_pages;
831         return movable_pages <= (auto_movable_ratio * kernel_early_pages) / 100;
832 }
833
834 /*
835  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
836  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
837  * to the ZONE_NORMAL.
838  */
839 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
840                 unsigned long nr_pages)
841 {
842         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
843         int zid;
844
845         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
846                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
847
848                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
849                         return zone;
850         }
851
852         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
853 }
854
855 /*
856  * Determine to which zone to online memory dynamically based on user
857  * configuration and system stats. We care about the following ratio:
858  *
859  *   MOVABLE : KERNEL
860  *
861  * Whereby MOVABLE is memory in ZONE_MOVABLE and KERNEL is memory in
862  * one of the kernel zones. CMA pages inside one of the kernel zones really
863  * behaves like ZONE_MOVABLE, so we treat them accordingly.
864  *
865  * We don't allow for hotplugged memory in a KERNEL zone to increase the
866  * amount of MOVABLE memory we can have, so we end up with:
867  *
868  *   MOVABLE : KERNEL_EARLY
869  *
870  * Whereby KERNEL_EARLY is memory in one of the kernel zones, available sinze
871  * boot. We base our calculation on KERNEL_EARLY internally, because:
872  *
873  * a) Hotplugged memory in one of the kernel zones can sometimes still get
874  *    hotunplugged, especially when hot(un)plugging individual memory blocks.
875  *    There is no coordination across memory devices, therefore "automatic"
876  *    hotunplugging, as implemented in hypervisors, could result in zone
877  *    imbalances.
878  * b) Early/boot memory in one of the kernel zones can usually not get
879  *    hotunplugged again (e.g., no firmware interface to unplug, fragmented
880  *    with unmovable allocations). While there are corner cases where it might
881  *    still work, it is barely relevant in practice.
882  *
883  * Exceptions are dynamic memory groups, which allow for more MOVABLE
884  * memory within the same memory group -- because in that case, there is
885  * coordination within the single memory device managed by a single driver.
886  *
887  * We rely on "present pages" instead of "managed pages", as the latter is
888  * highly unreliable and dynamic in virtualized environments, and does not
889  * consider boot time allocations. For example, memory ballooning adjusts the
890  * managed pages when inflating/deflating the balloon, and balloon compaction
891  * can even migrate inflated pages between zones.
892  *
893  * Using "present pages" is better but some things to keep in mind are:
894  *
895  * a) Some memblock allocations, such as for the crashkernel area, are
896  *    effectively unused by the kernel, yet they account to "present pages".
897  *    Fortunately, these allocations are comparatively small in relevant setups
898  *    (e.g., fraction of system memory).
899  * b) Some hotplugged memory blocks in virtualized environments, esecially
900  *    hotplugged by virtio-mem, look like they are completely present, however,
901  *    only parts of the memory block are actually currently usable.
902  *    "present pages" is an upper limit that can get reached at runtime. As
903  *    we base our calculations on KERNEL_EARLY, this is not an issue.
904  */
905 static struct zone *auto_movable_zone_for_pfn(int nid,
906                                               struct memory_group *group,
907                                               unsigned long pfn,
908                                               unsigned long nr_pages)
909 {
910         unsigned long online_pages = 0, max_pages, end_pfn;
911         struct page *page;
912
913         if (!auto_movable_ratio)
914                 goto kernel_zone;
915
916         if (group && !group->is_dynamic) {
917                 max_pages = group->s.max_pages;
918                 online_pages = group->present_movable_pages;
919
920                 /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
921                 if (group->present_kernel_pages)
922                         goto kernel_zone;
923         } else if (!group || group->d.unit_pages == nr_pages) {
924                 max_pages = nr_pages;
925         } else {
926                 max_pages = group->d.unit_pages;
927                 /*
928                  * Take a look at all online sections in the current unit.
929                  * We can safely assume that all pages within a section belong
930                  * to the same zone, because dynamic memory groups only deal
931                  * with hotplugged memory.
932                  */
933                 pfn = ALIGN_DOWN(pfn, group->d.unit_pages);
934                 end_pfn = pfn + group->d.unit_pages;
935                 for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
936                         page = pfn_to_online_page(pfn);
937                         if (!page)
938                                 continue;
939                         /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
940                         if (page_zonenum(page) != ZONE_MOVABLE)
941                                 goto kernel_zone;
942                         online_pages += PAGES_PER_SECTION;
943                 }
944         }
945
946         /*
947          * Online MOVABLE if we could *currently* online all remaining parts
948          * MOVABLE. We expect to (add+) online them immediately next, so if
949          * nobody interferes, all will be MOVABLE if possible.
950          */
951         nr_pages = max_pages - online_pages;
952         if (!auto_movable_can_online_movable(NUMA_NO_NODE, group, nr_pages))
953                 goto kernel_zone;
954
955 #ifdef CONFIG_NUMA
956         if (auto_movable_numa_aware &&
957             !auto_movable_can_online_movable(nid, group, nr_pages))
958                 goto kernel_zone;
959 #endif /* CONFIG_NUMA */
960
961         return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
962 kernel_zone:
963         return default_kernel_zone_for_pfn(nid, pfn, nr_pages);
964 }
965
966 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
967                 unsigned long nr_pages)
968 {
969         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
970                         nr_pages);
971         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
972         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
973         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
974
975         /*
976          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
977          * overlap in the given range
978          */
979         if (in_kernel ^ in_movable)
980                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
981
982         /*
983          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
984          * given range then we use movable zone only if movable_node is
985          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
986          */
987         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
988 }
989
990 struct zone *zone_for_pfn_range(int online_type, int nid,
991                 struct memory_group *group, unsigned long start_pfn,
992                 unsigned long nr_pages)
993 {
994         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
995                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
996
997         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
998                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
999
1000         if (online_policy == ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE)
1001                 return auto_movable_zone_for_pfn(nid, group, start_pfn, nr_pages);
1002
1003         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
1004 }
1005
1006 /*
1007  * This function should only be called by memory_block_{online,offline},
1008  * and {online,offline}_pages.
1009  */
1010 void adjust_present_page_count(struct page *page, struct memory_group *group,
1011                                long nr_pages)
1012 {
1013         struct zone *zone = page_zone(page);
1014         const bool movable = zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE;
1015
1016         /*
1017          * We only support onlining/offlining/adding/removing of complete
1018          * memory blocks; therefore, either all is either early or hotplugged.
1019          */
1020         if (early_section(__pfn_to_section(page_to_pfn(page))))
1021                 zone->present_early_pages += nr_pages;
1022         zone->present_pages += nr_pages;
1023         zone->zone_pgdat->node_present_pages += nr_pages;
1024
1025         if (group && movable)
1026                 group->present_movable_pages += nr_pages;
1027         else if (group && !movable)
1028                 group->present_kernel_pages += nr_pages;
1029 }
1030
1031 int mhp_init_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1032                               struct zone *zone)
1033 {
1034         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1035         int ret;
1036
1037         ret = kasan_add_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1038         if (ret)
1039                 return ret;
1040
1041         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_UNMOVABLE);
1042
1043         /*
1044          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1045          * the case, mark those sections online here as otherwise they will be
1046          * left offline.
1047          */
1048         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1049                 online_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1050
1051         return ret;
1052 }
1053
1054 void mhp_deinit_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
1055 {
1056         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1057
1058         /*
1059          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1060          * the case, mark those sections offline here as otherwise they will be
1061          * left online.
1062          */
1063         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1064                 offline_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1065
1066         /*
1067          * The pages associated with this vmemmap have been offlined, so
1068          * we can reset its state here.
1069          */
1070         remove_pfn_range_from_zone(page_zone(pfn_to_page(pfn)), pfn, nr_pages);
1071         kasan_remove_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1072 }
1073
1074 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1075                        struct zone *zone, struct memory_group *group)
1076 {
1077         unsigned long flags;
1078         int need_zonelists_rebuild = 0;
1079         const int nid = zone_to_nid(zone);
1080         int ret;
1081         struct memory_notify arg;
1082
1083         /*
1084          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1085          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1086          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1087          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1088          * aligned.
1089          */
1090         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages ||
1091                          !IS_ALIGNED(pfn, pageblock_nr_pages) ||
1092                          !IS_ALIGNED(pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1093                 return -EINVAL;
1094
1095         mem_hotplug_begin();
1096
1097         /* associate pfn range with the zone */
1098         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_ISOLATE);
1099
1100         arg.start_pfn = pfn;
1101         arg.nr_pages = nr_pages;
1102         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
1103
1104         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
1105         ret = notifier_to_errno(ret);
1106         if (ret)
1107                 goto failed_addition;
1108
1109         /*
1110          * Fixup the number of isolated pageblocks before marking the sections
1111          * onlining, such that undo_isolate_page_range() works correctly.
1112          */
1113         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1114         zone->nr_isolate_pageblock += nr_pages / pageblock_nr_pages;
1115         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1116
1117         /*
1118          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
1119          * This means the page allocator ignores this zone.
1120          * So, zonelist must be updated after online.
1121          */
1122         if (!populated_zone(zone)) {
1123                 need_zonelists_rebuild = 1;
1124                 setup_zone_pageset(zone);
1125         }
1126
1127         online_pages_range(pfn, nr_pages);
1128         adjust_present_page_count(pfn_to_page(pfn), group, nr_pages);
1129
1130         node_states_set_node(nid, &arg);
1131         if (need_zonelists_rebuild)
1132                 build_all_zonelists(NULL);
1133
1134         /* Basic onlining is complete, allow allocation of onlined pages. */
1135         undo_isolate_page_range(pfn, pfn + nr_pages, MIGRATE_MOVABLE);
1136
1137         /*
1138          * Freshly onlined pages aren't shuffled (e.g., all pages are placed to
1139          * the tail of the freelist when undoing isolation). Shuffle the whole
1140          * zone to make sure the just onlined pages are properly distributed
1141          * across the whole freelist - to create an initial shuffle.
1142          */
1143         shuffle_zone(zone);
1144
1145         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1146         init_per_zone_wmark_min();
1147
1148         kswapd_run(nid);
1149         kcompactd_run(nid);
1150
1151         writeback_set_ratelimit();
1152
1153         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1154         mem_hotplug_done();
1155         return 0;
1156
1157 failed_addition:
1158         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1159                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
1160                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
1161         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
1162         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
1163         mem_hotplug_done();
1164         return ret;
1165 }
1166 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
1167
1168 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
1169 {
1170         struct zone *z;
1171
1172         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
1173                 z->present_pages = 0;
1174
1175         pgdat->node_present_pages = 0;
1176 }
1177
1178 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1179 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid)
1180 {
1181         struct pglist_data *pgdat;
1182
1183         pgdat = NODE_DATA(nid);
1184         if (!pgdat) {
1185                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1186                 if (!pgdat)
1187                         return NULL;
1188
1189                 pgdat->per_cpu_nodestats =
1190                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
1191                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1192         } else {
1193                 int cpu;
1194                 /*
1195                  * Reset the nr_zones, order and highest_zoneidx before reuse.
1196                  * Note that kswapd will init kswapd_highest_zoneidx properly
1197                  * when it starts in the near future.
1198                  */
1199                 pgdat->nr_zones = 0;
1200                 pgdat->kswapd_order = 0;
1201                 pgdat->kswapd_highest_zoneidx = 0;
1202                 for_each_online_cpu(cpu) {
1203                         struct per_cpu_nodestat *p;
1204
1205                         p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
1206                         memset(p, 0, sizeof(*p));
1207                 }
1208         }
1209
1210         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1211         pgdat->node_id = nid;
1212         pgdat->node_start_pfn = 0;
1213
1214         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1215         free_area_init_core_hotplug(nid);
1216
1217         /*
1218          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1219          * to access not-initialized zonelist, build here.
1220          */
1221         build_all_zonelists(pgdat);
1222
1223         /*
1224          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1225          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1226          * online_pages() and offline_pages().
1227          */
1228         reset_node_managed_pages(pgdat);
1229         reset_node_present_pages(pgdat);
1230
1231         return pgdat;
1232 }
1233
1234 static void rollback_node_hotadd(int nid)
1235 {
1236         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1237
1238         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1239         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1240         arch_free_nodedata(pgdat);
1241 }
1242
1243
1244 /*
1245  * __try_online_node - online a node if offlined
1246  * @nid: the node ID
1247  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1248  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1249  *
1250  * Returns:
1251  * 1 -> a new node has been allocated
1252  * 0 -> the node is already online
1253  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1254  */
1255 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
1256 {
1257         pg_data_t *pgdat;
1258         int ret = 1;
1259
1260         if (node_online(nid))
1261                 return 0;
1262
1263         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid);
1264         if (!pgdat) {
1265                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1266                 ret = -ENOMEM;
1267                 goto out;
1268         }
1269
1270         if (set_node_online) {
1271                 node_set_online(nid);
1272                 ret = register_one_node(nid);
1273                 BUG_ON(ret);
1274         }
1275 out:
1276         return ret;
1277 }
1278
1279 /*
1280  * Users of this function always want to online/register the node
1281  */
1282 int try_online_node(int nid)
1283 {
1284         int ret;
1285
1286         mem_hotplug_begin();
1287         ret =  __try_online_node(nid, true);
1288         mem_hotplug_done();
1289         return ret;
1290 }
1291
1292 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1293 {
1294         /* memory range must be block size aligned */
1295         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1296             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1297                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1298                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1299                 return -EINVAL;
1300         }
1301
1302         return 0;
1303 }
1304
1305 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1306 {
1307         mem->online_type = mhp_default_online_type;
1308         return device_online(&mem->dev);
1309 }
1310
1311 bool mhp_supports_memmap_on_memory(unsigned long size)
1312 {
1313         unsigned long nr_vmemmap_pages = size / PAGE_SIZE;
1314         unsigned long vmemmap_size = nr_vmemmap_pages * sizeof(struct page);
1315         unsigned long remaining_size = size - vmemmap_size;
1316
1317         /*
1318          * Besides having arch support and the feature enabled at runtime, we
1319          * need a few more assumptions to hold true:
1320          *
1321          * a) We span a single memory block: memory onlining/offlinin;g happens
1322          *    in memory block granularity. We don't want the vmemmap of online
1323          *    memory blocks to reside on offline memory blocks. In the future,
1324          *    we might want to support variable-sized memory blocks to make the
1325          *    feature more versatile.
1326          *
1327          * b) The vmemmap pages span complete PMDs: We don't want vmemmap code
1328          *    to populate memory from the altmap for unrelated parts (i.e.,
1329          *    other memory blocks)
1330          *
1331          * c) The vmemmap pages (and thereby the pages that will be exposed to
1332          *    the buddy) have to cover full pageblocks: memory onlining/offlining
1333          *    code requires applicable ranges to be page-aligned, for example, to
1334          *    set the migratetypes properly.
1335          *
1336          * TODO: Although we have a check here to make sure that vmemmap pages
1337          *       fully populate a PMD, it is not the right place to check for
1338          *       this. A much better solution involves improving vmemmap code
1339          *       to fallback to base pages when trying to populate vmemmap using
1340          *       altmap as an alternative source of memory, and we do not exactly
1341          *       populate a single PMD.
1342          */
1343         return memmap_on_memory &&
1344                !hugetlb_free_vmemmap_enabled &&
1345                IS_ENABLED(CONFIG_MHP_MEMMAP_ON_MEMORY) &&
1346                size == memory_block_size_bytes() &&
1347                IS_ALIGNED(vmemmap_size, PMD_SIZE) &&
1348                IS_ALIGNED(remaining_size, (pageblock_nr_pages << PAGE_SHIFT));
1349 }
1350
1351 /*
1352  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1353  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1354  *
1355  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1356  */
1357 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, mhp_t mhp_flags)
1358 {
1359         struct mhp_params params = { .pgprot = pgprot_mhp(PAGE_KERNEL) };
1360         struct vmem_altmap mhp_altmap = {};
1361         struct memory_group *group = NULL;
1362         u64 start, size;
1363         bool new_node = false;
1364         int ret;
1365
1366         start = res->start;
1367         size = resource_size(res);
1368
1369         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1370         if (ret)
1371                 return ret;
1372
1373         if (mhp_flags & MHP_NID_IS_MGID) {
1374                 group = memory_group_find_by_id(nid);
1375                 if (!group)
1376                         return -EINVAL;
1377                 nid = group->nid;
1378         }
1379
1380         if (!node_possible(nid)) {
1381                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1382                 return -EINVAL;
1383         }
1384
1385         mem_hotplug_begin();
1386
1387         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1388                 memblock_add_node(start, size, nid);
1389
1390         ret = __try_online_node(nid, false);
1391         if (ret < 0)
1392                 goto error;
1393         new_node = ret;
1394
1395         /*
1396          * Self hosted memmap array
1397          */
1398         if (mhp_flags & MHP_MEMMAP_ON_MEMORY) {
1399                 if (!mhp_supports_memmap_on_memory(size)) {
1400                         ret = -EINVAL;
1401                         goto error;
1402                 }
1403                 mhp_altmap.free = PHYS_PFN(size);
1404                 mhp_altmap.base_pfn = PHYS_PFN(start);
1405                 params.altmap = &mhp_altmap;
1406         }
1407
1408         /* call arch's memory hotadd */
1409         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1410         if (ret < 0)
1411                 goto error;
1412
1413         /* create memory block devices after memory was added */
1414         ret = create_memory_block_devices(start, size, mhp_altmap.alloc,
1415                                           group);
1416         if (ret) {
1417                 arch_remove_memory(start, size, NULL);
1418                 goto error;
1419         }
1420
1421         if (new_node) {
1422                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1423                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1424                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1425                  * We online node here. We can't roll back from here.
1426                  */
1427                 node_set_online(nid);
1428                 ret = __register_one_node(nid);
1429                 BUG_ON(ret);
1430         }
1431
1432         /* link memory sections under this node.*/
1433         link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1434                           MEMINIT_HOTPLUG);
1435
1436         /* create new memmap entry */
1437         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1438                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1439
1440         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1441         mem_hotplug_done();
1442
1443         /*
1444          * In case we're allowed to merge the resource, flag it and trigger
1445          * merging now that adding succeeded.
1446          */
1447         if (mhp_flags & MHP_MERGE_RESOURCE)
1448                 merge_system_ram_resource(res);
1449
1450         /* online pages if requested */
1451         if (mhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1452                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1453
1454         return ret;
1455 error:
1456         /* rollback pgdat allocation and others */
1457         if (new_node)
1458                 rollback_node_hotadd(nid);
1459         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1460                 memblock_remove(start, size);
1461         mem_hotplug_done();
1462         return ret;
1463 }
1464
1465 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1466 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1467 {
1468         struct resource *res;
1469         int ret;
1470
1471         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1472         if (IS_ERR(res))
1473                 return PTR_ERR(res);
1474
1475         ret = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1476         if (ret < 0)
1477                 release_memory_resource(res);
1478         return ret;
1479 }
1480
1481 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1482 {
1483         int rc;
1484
1485         lock_device_hotplug();
1486         rc = __add_memory(nid, start, size, mhp_flags);
1487         unlock_device_hotplug();
1488
1489         return rc;
1490 }
1491 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1492
1493 /*
1494  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1495  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1496  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1497  * after a reboot, and after kexec.
1498  *
1499  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1500  * kexec kernel or for placing kexec images:
1501  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1502  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1503  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1504  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1505  *
1506  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1507  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1508  * with IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1509  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1510  *
1511  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1512  * "System RAM ($DRIVER)".
1513  */
1514 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1515                               const char *resource_name, mhp_t mhp_flags)
1516 {
1517         struct resource *res;
1518         int rc;
1519
1520         if (!resource_name ||
1521             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1522             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1523                 return -EINVAL;
1524
1525         lock_device_hotplug();
1526
1527         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1528         if (IS_ERR(res)) {
1529                 rc = PTR_ERR(res);
1530                 goto out_unlock;
1531         }
1532
1533         rc = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1534         if (rc < 0)
1535                 release_memory_resource(res);
1536
1537 out_unlock:
1538         unlock_device_hotplug();
1539         return rc;
1540 }
1541 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1542
1543 /*
1544  * Platforms should define arch_get_mappable_range() that provides
1545  * maximum possible addressable physical memory range for which the
1546  * linear mapping could be created. The platform returned address
1547  * range must adhere to these following semantics.
1548  *
1549  * - range.start <= range.end
1550  * - Range includes both end points [range.start..range.end]
1551  *
1552  * There is also a fallback definition provided here, allowing the
1553  * entire possible physical address range in case any platform does
1554  * not define arch_get_mappable_range().
1555  */
1556 struct range __weak arch_get_mappable_range(void)
1557 {
1558         struct range mhp_range = {
1559                 .start = 0UL,
1560                 .end = -1ULL,
1561         };
1562         return mhp_range;
1563 }
1564
1565 struct range mhp_get_pluggable_range(bool need_mapping)
1566 {
1567         const u64 max_phys = (1ULL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1;
1568         struct range mhp_range;
1569
1570         if (need_mapping) {
1571                 mhp_range = arch_get_mappable_range();
1572                 if (mhp_range.start > max_phys) {
1573                         mhp_range.start = 0;
1574                         mhp_range.end = 0;
1575                 }
1576                 mhp_range.end = min_t(u64, mhp_range.end, max_phys);
1577         } else {
1578                 mhp_range.start = 0;
1579                 mhp_range.end = max_phys;
1580         }
1581         return mhp_range;
1582 }
1583 EXPORT_SYMBOL_GPL(mhp_get_pluggable_range);
1584
1585 bool mhp_range_allowed(u64 start, u64 size, bool need_mapping)
1586 {
1587         struct range mhp_range = mhp_get_pluggable_range(need_mapping);
1588         u64 end = start + size;
1589
1590         if (start < end && start >= mhp_range.start && (end - 1) <= mhp_range.end)
1591                 return true;
1592
1593         pr_warn("Hotplug memory [%#llx-%#llx] exceeds maximum addressable range [%#llx-%#llx]\n",
1594                 start, end, mhp_range.start, mhp_range.end);
1595         return false;
1596 }
1597
1598 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1599 /*
1600  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone (skipping
1601  * memory holes). When true, return the zone.
1602  */
1603 struct zone *test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn,
1604                                   unsigned long end_pfn)
1605 {
1606         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1607         struct zone *zone = NULL;
1608         struct page *page;
1609
1610         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1611              pfn < end_pfn;
1612              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1613                 /* Make sure the memory section is present first */
1614                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1615                         continue;
1616                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1617                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1618                         /* Check if we got outside of the zone */
1619                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn))
1620                                 return NULL;
1621                         page = pfn_to_page(pfn);
1622                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1623                                 return NULL;
1624                         zone = page_zone(page);
1625                 }
1626         }
1627
1628         return zone;
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1633  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1634  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1635  * definitely unmovable pages.
1636  *
1637  * Returns:
1638  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1639  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1640  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1641  */
1642 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1643                               unsigned long *movable_pfn)
1644 {
1645         unsigned long pfn;
1646
1647         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1648                 struct page *page, *head;
1649                 unsigned long skip;
1650
1651                 if (!pfn_valid(pfn))
1652                         continue;
1653                 page = pfn_to_page(pfn);
1654                 if (PageLRU(page))
1655                         goto found;
1656                 if (__PageMovable(page))
1657                         goto found;
1658
1659                 /*
1660                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1661                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1662                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1663                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1664                  */
1665                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1666                         return -EBUSY;
1667
1668                 if (!PageHuge(page))
1669                         continue;
1670                 head = compound_head(page);
1671                 /*
1672                  * This test is racy as we hold no reference or lock.  The
1673                  * hugetlb page could have been free'ed and head is no longer
1674                  * a hugetlb page before the following check.  In such unlikely
1675                  * cases false positives and negatives are possible.  Calling
1676                  * code must deal with these scenarios.
1677                  */
1678                 if (HPageMigratable(head))
1679                         goto found;
1680                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1681                 pfn += skip - 1;
1682         }
1683         return -ENOENT;
1684 found:
1685         *movable_pfn = pfn;
1686         return 0;
1687 }
1688
1689 static int
1690 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1691 {
1692         unsigned long pfn;
1693         struct page *page, *head;
1694         int ret = 0;
1695         LIST_HEAD(source);
1696         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(migrate_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1697                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1698
1699         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1700                 if (!pfn_valid(pfn))
1701                         continue;
1702                 page = pfn_to_page(pfn);
1703                 head = compound_head(page);
1704
1705                 if (PageHuge(page)) {
1706                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1707                         isolate_huge_page(head, &source);
1708                         continue;
1709                 } else if (PageTransHuge(page))
1710                         pfn = page_to_pfn(head) + thp_nr_pages(page) - 1;
1711
1712                 /*
1713                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1714                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1715                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1716                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1717                  * the unmap as the catch all safety net).
1718                  */
1719                 if (PageHWPoison(page)) {
1720                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1721                                 isolate_lru_page(page);
1722                         if (page_mapped(page))
1723                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK);
1724                         continue;
1725                 }
1726
1727                 if (!get_page_unless_zero(page))
1728                         continue;
1729                 /*
1730                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1731                  * LRU and non-lru movable pages.
1732                  */
1733                 if (PageLRU(page))
1734                         ret = isolate_lru_page(page);
1735                 else
1736                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1737                 if (!ret) { /* Success */
1738                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1739                         if (!__PageMovable(page))
1740                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1741                                                     page_is_file_lru(page));
1742
1743                 } else {
1744                         if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1745                                 pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1746                                 dump_page(page, "isolation failed");
1747                         }
1748                 }
1749                 put_page(page);
1750         }
1751         if (!list_empty(&source)) {
1752                 nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1753                 struct migration_target_control mtc = {
1754                         .nmask = &nmask,
1755                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1756                 };
1757
1758                 /*
1759                  * We have checked that migration range is on a single zone so
1760                  * we can use the nid of the first page to all the others.
1761                  */
1762                 mtc.nid = page_to_nid(list_first_entry(&source, struct page, lru));
1763
1764                 /*
1765                  * try to allocate from a different node but reuse this node
1766                  * if there are no other online nodes to be used (e.g. we are
1767                  * offlining a part of the only existing node)
1768                  */
1769                 node_clear(mtc.nid, nmask);
1770                 if (nodes_empty(nmask))
1771                         node_set(mtc.nid, nmask);
1772                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migration_target, NULL,
1773                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG, NULL);
1774                 if (ret) {
1775                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1776                                 if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1777                                         pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d\n",
1778                                                 page_to_pfn(page), ret);
1779                                         dump_page(page, "migration failure");
1780                                 }
1781                         }
1782                         putback_movable_pages(&source);
1783                 }
1784         }
1785
1786         return ret;
1787 }
1788
1789 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1790 {
1791         movable_node_enabled = true;
1792         return 0;
1793 }
1794 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1795
1796 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1797 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1798                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1799 {
1800         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1801         unsigned long present_pages = 0;
1802         enum zone_type zt;
1803
1804         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1805         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1806         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1807
1808         /*
1809          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1810          * If the memory to be offline is within the range
1811          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1812          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1813          * thus we can determine that we need to clear the node from
1814          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1815          */
1816         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1817                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1818         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1819                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1820
1821 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1822         /*
1823          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1824          * have normal memory or high memory.
1825          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1826          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1827          * we determine that the zones in that range become empty,
1828          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1829          */
1830         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1831         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1832                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1833 #endif
1834
1835         /*
1836          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1837          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1838          * as well.
1839          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1840          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1841          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1842          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1843          * it for N_MEMORY as well.
1844          */
1845         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1846
1847         if (nr_pages >= present_pages)
1848                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1849 }
1850
1851 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1852 {
1853         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1854                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1855
1856         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1857                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1858
1859         if (arg->status_change_nid >= 0)
1860                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1861 }
1862
1863 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1864                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1865 {
1866         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1867
1868         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1869         return 0;
1870 }
1871
1872 int __ref offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1873                         struct memory_group *group)
1874 {
1875         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
1876         unsigned long pfn, system_ram_pages = 0;
1877         unsigned long flags;
1878         struct zone *zone;
1879         struct memory_notify arg;
1880         int ret, node;
1881         char *reason;
1882
1883         /*
1884          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1885          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1886          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1887          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1888          * aligned.
1889          */
1890         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages ||
1891                          !IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages) ||
1892                          !IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1893                 return -EINVAL;
1894
1895         mem_hotplug_begin();
1896
1897         /*
1898          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1899          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1900          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1901          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1902          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1903          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1904          */
1905         walk_system_ram_range(start_pfn, nr_pages, &system_ram_pages,
1906                               count_system_ram_pages_cb);
1907         if (system_ram_pages != nr_pages) {
1908                 ret = -EINVAL;
1909                 reason = "memory holes";
1910                 goto failed_removal;
1911         }
1912
1913         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1914            we assume this for now. .*/
1915         zone = test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn);
1916         if (!zone) {
1917                 ret = -EINVAL;
1918                 reason = "multizone range";
1919                 goto failed_removal;
1920         }
1921         node = zone_to_nid(zone);
1922
1923         /*
1924          * Disable pcplists so that page isolation cannot race with freeing
1925          * in a way that pages from isolated pageblock are left on pcplists.
1926          */
1927         zone_pcp_disable(zone);
1928         lru_cache_disable();
1929
1930         /* set above range as isolated */
1931         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1932                                        MIGRATE_MOVABLE,
1933                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE);
1934         if (ret) {
1935                 reason = "failure to isolate range";
1936                 goto failed_removal_pcplists_disabled;
1937         }
1938
1939         arg.start_pfn = start_pfn;
1940         arg.nr_pages = nr_pages;
1941         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1942
1943         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1944         ret = notifier_to_errno(ret);
1945         if (ret) {
1946                 reason = "notifier failure";
1947                 goto failed_removal_isolated;
1948         }
1949
1950         do {
1951                 pfn = start_pfn;
1952                 do {
1953                         if (signal_pending(current)) {
1954                                 ret = -EINTR;
1955                                 reason = "signal backoff";
1956                                 goto failed_removal_isolated;
1957                         }
1958
1959                         cond_resched();
1960
1961                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
1962                         if (!ret) {
1963                                 /*
1964                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1965                                  * out
1966                                  */
1967                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1968                         }
1969                 } while (!ret);
1970
1971                 if (ret != -ENOENT) {
1972                         reason = "unmovable page";
1973                         goto failed_removal_isolated;
1974                 }
1975
1976                 /*
1977                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1978                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1979                  * counting consistent.
1980                  */
1981                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1982                 if (ret) {
1983                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1984                         goto failed_removal_isolated;
1985                 }
1986
1987                 ret = test_pages_isolated(start_pfn, end_pfn, MEMORY_OFFLINE);
1988
1989         } while (ret);
1990
1991         /* Mark all sections offline and remove free pages from the buddy. */
1992         __offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1993         pr_debug("Offlined Pages %ld\n", nr_pages);
1994
1995         /*
1996          * The memory sections are marked offline, and the pageblock flags
1997          * effectively stale; nobody should be touching them. Fixup the number
1998          * of isolated pageblocks, memory onlining will properly revert this.
1999          */
2000         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2001         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_pages / pageblock_nr_pages;
2002         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2003
2004         lru_cache_enable();
2005         zone_pcp_enable(zone);
2006
2007         /* removal success */
2008         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -nr_pages);
2009         adjust_present_page_count(pfn_to_page(start_pfn), group, -nr_pages);
2010
2011         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
2012         init_per_zone_wmark_min();
2013
2014         if (!populated_zone(zone)) {
2015                 zone_pcp_reset(zone);
2016                 build_all_zonelists(NULL);
2017         }
2018
2019         node_states_clear_node(node, &arg);
2020         if (arg.status_change_nid >= 0) {
2021                 kswapd_stop(node);
2022                 kcompactd_stop(node);
2023         }
2024
2025         writeback_set_ratelimit();
2026
2027         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
2028         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
2029         mem_hotplug_done();
2030         return 0;
2031
2032 failed_removal_isolated:
2033         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
2034         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
2035 failed_removal_pcplists_disabled:
2036         lru_cache_enable();
2037         zone_pcp_enable(zone);
2038 failed_removal:
2039         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
2040                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
2041                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
2042                  reason);
2043         /* pushback to free area */
2044         mem_hotplug_done();
2045         return ret;
2046 }
2047
2048 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2049 {
2050         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
2051         int *nid = arg;
2052
2053         *nid = mem->nid;
2054         if (unlikely(ret)) {
2055                 phys_addr_t beginpa, endpa;
2056
2057                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2058                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
2059                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
2060                         &beginpa, &endpa);
2061
2062                 return -EBUSY;
2063         }
2064         return 0;
2065 }
2066
2067 static int get_nr_vmemmap_pages_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2068 {
2069         /*
2070          * If not set, continue with the next block.
2071          */
2072         return mem->nr_vmemmap_pages;
2073 }
2074
2075 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
2076 {
2077         int cpu;
2078
2079         for_each_present_cpu(cpu) {
2080                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
2081                         /*
2082                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
2083                          * offline this node.
2084                          */
2085                         return -EBUSY;
2086         }
2087
2088         return 0;
2089 }
2090
2091 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2092 {
2093         int nid = *(int *)arg;
2094
2095         /*
2096          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
2097          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
2098          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
2099          */
2100         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
2101 }
2102
2103 /**
2104  * try_offline_node
2105  * @nid: the node ID
2106  *
2107  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
2108  *
2109  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2110  * and online/offline operations before this call.
2111  */
2112 void try_offline_node(int nid)
2113 {
2114         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2115         int rc;
2116
2117         /*
2118          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
2119          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
2120          * e.g., after the memory block was onlined.
2121          */
2122         if (pgdat->node_spanned_pages)
2123                 return;
2124
2125         /*
2126          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
2127          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
2128          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
2129          */
2130         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
2131         if (rc)
2132                 return;
2133
2134         if (check_cpu_on_node(pgdat))
2135                 return;
2136
2137         /*
2138          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
2139          * node now.
2140          */
2141         node_set_offline(nid);
2142         unregister_one_node(nid);
2143 }
2144 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
2145
2146 static int __ref try_remove_memory(u64 start, u64 size)
2147 {
2148         struct vmem_altmap mhp_altmap = {};
2149         struct vmem_altmap *altmap = NULL;
2150         unsigned long nr_vmemmap_pages;
2151         int rc = 0, nid = NUMA_NO_NODE;
2152
2153         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
2154
2155         /*
2156          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
2157          * whether all memory blocks in question are offline and return error
2158          * if this is not the case.
2159          *
2160          * While at it, determine the nid. Note that if we'd have mixed nodes,
2161          * we'd only try to offline the last determined one -- which is good
2162          * enough for the cases we care about.
2163          */
2164         rc = walk_memory_blocks(start, size, &nid, check_memblock_offlined_cb);
2165         if (rc)
2166                 return rc;
2167
2168         /*
2169          * We only support removing memory added with MHP_MEMMAP_ON_MEMORY in
2170          * the same granularity it was added - a single memory block.
2171          */
2172         if (memmap_on_memory) {
2173                 nr_vmemmap_pages = walk_memory_blocks(start, size, NULL,
2174                                                       get_nr_vmemmap_pages_cb);
2175                 if (nr_vmemmap_pages) {
2176                         if (size != memory_block_size_bytes()) {
2177                                 pr_warn("Refuse to remove %#llx - %#llx,"
2178                                         "wrong granularity\n",
2179                                         start, start + size);
2180                                 return -EINVAL;
2181                         }
2182
2183                         /*
2184                          * Let remove_pmd_table->free_hugepage_table do the
2185                          * right thing if we used vmem_altmap when hot-adding
2186                          * the range.
2187                          */
2188                         mhp_altmap.alloc = nr_vmemmap_pages;
2189                         altmap = &mhp_altmap;
2190                 }
2191         }
2192
2193         /* remove memmap entry */
2194         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
2195
2196         /*
2197          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
2198          * a barrier against racing online attempts.
2199          */
2200         remove_memory_block_devices(start, size);
2201
2202         mem_hotplug_begin();
2203
2204         arch_remove_memory(start, size, altmap);
2205
2206         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
2207                 memblock_free(start, size);
2208                 memblock_remove(start, size);
2209         }
2210
2211         release_mem_region_adjustable(start, size);
2212
2213         if (nid != NUMA_NO_NODE)
2214                 try_offline_node(nid);
2215
2216         mem_hotplug_done();
2217         return 0;
2218 }
2219
2220 /**
2221  * __remove_memory - Remove memory if every memory block is offline
2222  * @start: physical address of the region to remove
2223  * @size: size of the region to remove
2224  *
2225  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2226  * and online/offline operations before this call, as required by
2227  * try_offline_node().
2228  */
2229 void __remove_memory(u64 start, u64 size)
2230 {
2231
2232         /*
2233          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
2234          * function
2235          */
2236         if (try_remove_memory(start, size))
2237                 BUG();
2238 }
2239
2240 /*
2241  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
2242  * some memory is not offline
2243  */
2244 int remove_memory(u64 start, u64 size)
2245 {
2246         int rc;
2247
2248         lock_device_hotplug();
2249         rc = try_remove_memory(start, size);
2250         unlock_device_hotplug();
2251
2252         return rc;
2253 }
2254 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
2255
2256 static int try_offline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2257 {
2258         uint8_t online_type = MMOP_ONLINE_KERNEL;
2259         uint8_t **online_types = arg;
2260         struct page *page;
2261         int rc;
2262
2263         /*
2264          * Sense the online_type via the zone of the memory block. Offlining
2265          * with multiple zones within one memory block will be rejected
2266          * by offlining code ... so we don't care about that.
2267          */
2268         page = pfn_to_online_page(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2269         if (page && zone_idx(page_zone(page)) == ZONE_MOVABLE)
2270                 online_type = MMOP_ONLINE_MOVABLE;
2271
2272         rc = device_offline(&mem->dev);
2273         /*
2274          * Default is MMOP_OFFLINE - change it only if offlining succeeded,
2275          * so try_reonline_memory_block() can do the right thing.
2276          */
2277         if (!rc)
2278                 **online_types = online_type;
2279
2280         (*online_types)++;
2281         /* Ignore if already offline. */
2282         return rc < 0 ? rc : 0;
2283 }
2284
2285 static int try_reonline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2286 {
2287         uint8_t **online_types = arg;
2288         int rc;
2289
2290         if (**online_types != MMOP_OFFLINE) {
2291                 mem->online_type = **online_types;
2292                 rc = device_online(&mem->dev);
2293                 if (rc < 0)
2294                         pr_warn("%s: Failed to re-online memory: %d",
2295                                 __func__, rc);
2296         }
2297
2298         /* Continue processing all remaining memory blocks. */
2299         (*online_types)++;
2300         return 0;
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Try to offline and remove memory. Might take a long time to finish in case
2305  * memory is still in use. Primarily useful for memory devices that logically
2306  * unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to offline + remove
2307  * that memory.
2308  */
2309 int offline_and_remove_memory(u64 start, u64 size)
2310 {
2311         const unsigned long mb_count = size / memory_block_size_bytes();
2312         uint8_t *online_types, *tmp;
2313         int rc;
2314
2315         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
2316             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes()) || !size)
2317                 return -EINVAL;
2318
2319         /*
2320          * We'll remember the old online type of each memory block, so we can
2321          * try to revert whatever we did when offlining one memory block fails
2322          * after offlining some others succeeded.
2323          */
2324         online_types = kmalloc_array(mb_count, sizeof(*online_types),
2325                                      GFP_KERNEL);
2326         if (!online_types)
2327                 return -ENOMEM;
2328         /*
2329          * Initialize all states to MMOP_OFFLINE, so when we abort processing in
2330          * try_offline_memory_block(), we'll skip all unprocessed blocks in
2331          * try_reonline_memory_block().
2332          */
2333         memset(online_types, MMOP_OFFLINE, mb_count);
2334
2335         lock_device_hotplug();
2336
2337         tmp = online_types;
2338         rc = walk_memory_blocks(start, size, &tmp, try_offline_memory_block);
2339
2340         /*
2341          * In case we succeeded to offline all memory, remove it.
2342          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
2343          */
2344         if (!rc) {
2345                 rc = try_remove_memory(start, size);
2346                 if (rc)
2347                         pr_err("%s: Failed to remove memory: %d", __func__, rc);
2348         }
2349
2350         /*
2351          * Rollback what we did. While memory onlining might theoretically fail
2352          * (nacked by a notifier), it barely ever happens.
2353          */
2354         if (rc) {
2355                 tmp = online_types;
2356                 walk_memory_blocks(start, size, &tmp,
2357                                    try_reonline_memory_block);
2358         }
2359         unlock_device_hotplug();
2360
2361         kfree(online_types);
2362         return rc;
2363 }
2364 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
2365 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */