Linux 6.9-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/vmalloc.h>
25 #include <linux/ioport.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/migrate.h>
28 #include <linux/page-isolation.h>
29 #include <linux/pfn.h>
30 #include <linux/suspend.h>
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/firmware-map.h>
33 #include <linux/stop_machine.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/memblock.h>
36 #include <linux/compaction.h>
37 #include <linux/rmap.h>
38 #include <linux/module.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41
42 #include "internal.h"
43 #include "shuffle.h"
44
45 #ifdef CONFIG_MHP_MEMMAP_ON_MEMORY
46 /*
47  * memory_hotplug.memmap_on_memory parameter
48  */
49 static bool memmap_on_memory __ro_after_init;
50 module_param(memmap_on_memory, bool, 0444);
51 MODULE_PARM_DESC(memmap_on_memory, "Enable memmap on memory for memory hotplug");
52
53 static inline bool mhp_memmap_on_memory(void)
54 {
55         return memmap_on_memory;
56 }
57 #else
58 static inline bool mhp_memmap_on_memory(void)
59 {
60         return false;
61 }
62 #endif
63
64 enum {
65         ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES = 0,
66         ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE,
67 };
68
69 static const char * const online_policy_to_str[] = {
70         [ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES] = "contig-zones",
71         [ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE] = "auto-movable",
72 };
73
74 static int set_online_policy(const char *val, const struct kernel_param *kp)
75 {
76         int ret = sysfs_match_string(online_policy_to_str, val);
77
78         if (ret < 0)
79                 return ret;
80         *((int *)kp->arg) = ret;
81         return 0;
82 }
83
84 static int get_online_policy(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
85 {
86         return sprintf(buffer, "%s\n", online_policy_to_str[*((int *)kp->arg)]);
87 }
88
89 /*
90  * memory_hotplug.online_policy: configure online behavior when onlining without
91  * specifying a zone (MMOP_ONLINE)
92  *
93  * "contig-zones": keep zone contiguous
94  * "auto-movable": online memory to ZONE_MOVABLE if the configuration
95  *                 (auto_movable_ratio, auto_movable_numa_aware) allows for it
96  */
97 static int online_policy __read_mostly = ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES;
98 static const struct kernel_param_ops online_policy_ops = {
99         .set = set_online_policy,
100         .get = get_online_policy,
101 };
102 module_param_cb(online_policy, &online_policy_ops, &online_policy, 0644);
103 MODULE_PARM_DESC(online_policy,
104                 "Set the online policy (\"contig-zones\", \"auto-movable\") "
105                 "Default: \"contig-zones\"");
106
107 /*
108  * memory_hotplug.auto_movable_ratio: specify maximum MOVABLE:KERNEL ratio
109  *
110  * The ratio represent an upper limit and the kernel might decide to not
111  * online some memory to ZONE_MOVABLE -- e.g., because hotplugged KERNEL memory
112  * doesn't allow for more MOVABLE memory.
113  */
114 static unsigned int auto_movable_ratio __read_mostly = 301;
115 module_param(auto_movable_ratio, uint, 0644);
116 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_ratio,
117                 "Set the maximum ratio of MOVABLE:KERNEL memory in the system "
118                 "in percent for \"auto-movable\" online policy. Default: 301");
119
120 /*
121  * memory_hotplug.auto_movable_numa_aware: consider numa node stats
122  */
123 #ifdef CONFIG_NUMA
124 static bool auto_movable_numa_aware __read_mostly = true;
125 module_param(auto_movable_numa_aware, bool, 0644);
126 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_numa_aware,
127                 "Consider numa node stats in addition to global stats in "
128                 "\"auto-movable\" online policy. Default: true");
129 #endif /* CONFIG_NUMA */
130
131 /*
132  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
133  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
134  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
135  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
136  */
137
138 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
139 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
140
141 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
142
143 void get_online_mems(void)
144 {
145         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
146 }
147
148 void put_online_mems(void)
149 {
150         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
151 }
152
153 bool movable_node_enabled = false;
154
155 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
156 int mhp_default_online_type = MMOP_OFFLINE;
157 #else
158 int mhp_default_online_type = MMOP_ONLINE;
159 #endif
160
161 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
162 {
163         const int online_type = mhp_online_type_from_str(str);
164
165         if (online_type >= 0)
166                 mhp_default_online_type = online_type;
167
168         return 1;
169 }
170 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
171
172 void mem_hotplug_begin(void)
173 {
174         cpus_read_lock();
175         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
176 }
177
178 void mem_hotplug_done(void)
179 {
180         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
181         cpus_read_unlock();
182 }
183
184 u64 max_mem_size = U64_MAX;
185
186 /* add this memory to iomem resource */
187 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size,
188                                                  const char *resource_name)
189 {
190         struct resource *res;
191         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
192
193         if (strcmp(resource_name, "System RAM"))
194                 flags |= IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED;
195
196         if (!mhp_range_allowed(start, size, true))
197                 return ERR_PTR(-E2BIG);
198
199         /*
200          * Make sure value parsed from 'mem=' only restricts memory adding
201          * while booting, so that memory hotplug won't be impacted. Please
202          * refer to document of 'mem=' in kernel-parameters.txt for more
203          * details.
204          */
205         if (start + size > max_mem_size && system_state < SYSTEM_RUNNING)
206                 return ERR_PTR(-E2BIG);
207
208         /*
209          * Request ownership of the new memory range.  This might be
210          * a child of an existing resource that was present but
211          * not marked as busy.
212          */
213         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
214                                resource_name, flags);
215
216         if (!res) {
217                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
218                                 start, start + size);
219                 return ERR_PTR(-EEXIST);
220         }
221         return res;
222 }
223
224 static void release_memory_resource(struct resource *res)
225 {
226         if (!res)
227                 return;
228         release_resource(res);
229         kfree(res);
230 }
231
232 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
233 {
234         /*
235          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
236          * allow operations smaller than a section for
237          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
238          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
239          * memory that will be marked online, so this check should only
240          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
241          * add_memory_resource().
242          */
243         unsigned long min_align;
244
245         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
246                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
247         else
248                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
249         if (!IS_ALIGNED(pfn | nr_pages, min_align))
250                 return -EINVAL;
251         return 0;
252 }
253
254 /*
255  * Return page for the valid pfn only if the page is online. All pfn
256  * walkers which rely on the fully initialized page->flags and others
257  * should use this rather than pfn_valid && pfn_to_page
258  */
259 struct page *pfn_to_online_page(unsigned long pfn)
260 {
261         unsigned long nr = pfn_to_section_nr(pfn);
262         struct dev_pagemap *pgmap;
263         struct mem_section *ms;
264
265         if (nr >= NR_MEM_SECTIONS)
266                 return NULL;
267
268         ms = __nr_to_section(nr);
269         if (!online_section(ms))
270                 return NULL;
271
272         /*
273          * Save some code text when online_section() +
274          * pfn_section_valid() are sufficient.
275          */
276         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) && !pfn_valid(pfn))
277                 return NULL;
278
279         if (!pfn_section_valid(ms, pfn))
280                 return NULL;
281
282         if (!online_device_section(ms))
283                 return pfn_to_page(pfn);
284
285         /*
286          * Slowpath: when ZONE_DEVICE collides with
287          * ZONE_{NORMAL,MOVABLE} within the same section some pfns in
288          * the section may be 'offline' but 'valid'. Only
289          * get_dev_pagemap() can determine sub-section online status.
290          */
291         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
292         put_dev_pagemap(pgmap);
293
294         /* The presence of a pgmap indicates ZONE_DEVICE offline pfn */
295         if (pgmap)
296                 return NULL;
297
298         return pfn_to_page(pfn);
299 }
300 EXPORT_SYMBOL_GPL(pfn_to_online_page);
301
302 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
303                 struct mhp_params *params)
304 {
305         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
306         unsigned long cur_nr_pages;
307         int err;
308         struct vmem_altmap *altmap = params->altmap;
309
310         if (WARN_ON_ONCE(!pgprot_val(params->pgprot)))
311                 return -EINVAL;
312
313         VM_BUG_ON(!mhp_range_allowed(PFN_PHYS(pfn), nr_pages * PAGE_SIZE, false));
314
315         if (altmap) {
316                 /*
317                  * Validate altmap is within bounds of the total request
318                  */
319                 if (altmap->base_pfn != pfn
320                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
321                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
322                         return -EINVAL;
323                 }
324                 altmap->alloc = 0;
325         }
326
327         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages)) {
328                 WARN(1, "Misaligned %s start: %#lx end: #%lx\n", __func__, pfn, pfn + nr_pages - 1);
329                 return -EINVAL;
330         }
331
332         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
333                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
334                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
335                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
336                 err = sparse_add_section(nid, pfn, cur_nr_pages, altmap,
337                                          params->pgmap);
338                 if (err)
339                         break;
340                 cond_resched();
341         }
342         vmemmap_populate_print_last();
343         return err;
344 }
345
346 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
347 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
348                                      unsigned long start_pfn,
349                                      unsigned long end_pfn)
350 {
351         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
352                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
353                         continue;
354
355                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
356                         continue;
357
358                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
359                         continue;
360
361                 return start_pfn;
362         }
363
364         return 0;
365 }
366
367 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
368 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
369                                     unsigned long start_pfn,
370                                     unsigned long end_pfn)
371 {
372         unsigned long pfn;
373
374         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
375         pfn = end_pfn - 1;
376         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
377                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
378                         continue;
379
380                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
381                         continue;
382
383                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
384                         continue;
385
386                 return pfn;
387         }
388
389         return 0;
390 }
391
392 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
393                              unsigned long end_pfn)
394 {
395         unsigned long pfn;
396         int nid = zone_to_nid(zone);
397
398         if (zone->zone_start_pfn == start_pfn) {
399                 /*
400                  * If the section is smallest section in the zone, it need
401                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
402                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
403                  * for shrinking zone.
404                  */
405                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
406                                                 zone_end_pfn(zone));
407                 if (pfn) {
408                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn(zone) - pfn;
409                         zone->zone_start_pfn = pfn;
410                 } else {
411                         zone->zone_start_pfn = 0;
412                         zone->spanned_pages = 0;
413                 }
414         } else if (zone_end_pfn(zone) == end_pfn) {
415                 /*
416                  * If the section is biggest section in the zone, it need
417                  * shrink zone->spanned_pages.
418                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
419                  * shrinking zone.
420                  */
421                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone->zone_start_pfn,
422                                                start_pfn);
423                 if (pfn)
424                         zone->spanned_pages = pfn - zone->zone_start_pfn + 1;
425                 else {
426                         zone->zone_start_pfn = 0;
427                         zone->spanned_pages = 0;
428                 }
429         }
430 }
431
432 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
433 {
434         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
435         struct zone *zone;
436
437         for (zone = pgdat->node_zones;
438              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
439                 unsigned long end_pfn = zone_end_pfn(zone);
440
441                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
442                 if (!zone->spanned_pages)
443                         continue;
444                 if (!node_end_pfn) {
445                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
446                         node_end_pfn = end_pfn;
447                         continue;
448                 }
449
450                 if (end_pfn > node_end_pfn)
451                         node_end_pfn = end_pfn;
452                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
453                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
454         }
455
456         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
457         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
458 }
459
460 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
461                                       unsigned long start_pfn,
462                                       unsigned long nr_pages)
463 {
464         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
465         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
466         unsigned long pfn, cur_nr_pages;
467
468         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
469         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
470                 cond_resched();
471
472                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
473                 cur_nr_pages =
474                         min(end_pfn - pfn, SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
475                 page_init_poison(pfn_to_page(pfn),
476                                  sizeof(struct page) * cur_nr_pages);
477         }
478
479         /*
480          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
481          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
482          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
483          */
484         if (zone_is_zone_device(zone))
485                 return;
486
487         clear_zone_contiguous(zone);
488
489         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
490         update_pgdat_span(pgdat);
491
492         set_zone_contiguous(zone);
493 }
494
495 static void __remove_section(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
496                              unsigned long map_offset,
497                              struct vmem_altmap *altmap)
498 {
499         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
500
501         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
502                 return;
503
504         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
505 }
506
507 /**
508  * __remove_pages() - remove sections of pages
509  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
510  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
511  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
512  *
513  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
514  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
515  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
516  * calling offline_pages().
517  */
518 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
519                     struct vmem_altmap *altmap)
520 {
521         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
522         unsigned long cur_nr_pages;
523         unsigned long map_offset = 0;
524
525         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
526
527         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages)) {
528                 WARN(1, "Misaligned %s start: %#lx end: #%lx\n", __func__, pfn, pfn + nr_pages - 1);
529                 return;
530         }
531
532         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
533                 cond_resched();
534                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
535                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
536                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
537                 __remove_section(pfn, cur_nr_pages, map_offset, altmap);
538                 map_offset = 0;
539         }
540 }
541
542 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
543 {
544         int rc = -EINVAL;
545
546         get_online_mems();
547         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
548
549         if (online_page_callback == generic_online_page) {
550                 online_page_callback = callback;
551                 rc = 0;
552         }
553
554         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
555         put_online_mems();
556
557         return rc;
558 }
559 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
560
561 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
562 {
563         int rc = -EINVAL;
564
565         get_online_mems();
566         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
567
568         if (online_page_callback == callback) {
569                 online_page_callback = generic_online_page;
570                 rc = 0;
571         }
572
573         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
574         put_online_mems();
575
576         return rc;
577 }
578 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
579
580 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
581 {
582         /*
583          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
584          * so we should map it first. This is better than introducing a special
585          * case in page freeing fast path.
586          */
587         debug_pagealloc_map_pages(page, 1 << order);
588         __free_pages_core(page, order);
589         totalram_pages_add(1UL << order);
590 }
591 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
592
593 static void online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
594 {
595         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
596         unsigned long pfn;
597
598         /*
599          * Online the pages in MAX_ORDER - 1 aligned chunks. The callback might
600          * decide to not expose all pages to the buddy (e.g., expose them
601          * later). We account all pages as being online and belonging to this
602          * zone ("present").
603          * When using memmap_on_memory, the range might not be aligned to
604          * MAX_ORDER_NR_PAGES - 1, but pageblock aligned. __ffs() will detect
605          * this and the first chunk to online will be pageblock_nr_pages.
606          */
607         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn;) {
608                 int order = min(MAX_ORDER - 1UL, __ffs(pfn));
609
610                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
611                 pfn += (1UL << order);
612         }
613
614         /* mark all involved sections as online */
615         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
616 }
617
618 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
619 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
620         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
621 {
622         int nid = zone_to_nid(zone);
623
624         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
625         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
626
627         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
628                 arg->status_change_nid = nid;
629         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
630                 arg->status_change_nid_normal = nid;
631 }
632
633 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
634 {
635         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
636                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
637
638         if (arg->status_change_nid >= 0)
639                 node_set_state(node, N_MEMORY);
640 }
641
642 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
643                 unsigned long nr_pages)
644 {
645         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
646
647         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
648                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
649
650         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
651 }
652
653 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
654                                      unsigned long nr_pages)
655 {
656         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
657
658         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
659                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
660
661         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
662
663 }
664
665 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
666 static void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
667 {
668         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
669
670         ms->section_mem_map |= SECTION_TAINT_ZONE_DEVICE;
671 }
672 #else
673 static inline void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
674 {
675 }
676 #endif
677
678 /*
679  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
680  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
681  * call, all affected pages are PG_reserved.
682  *
683  * All aligned pageblocks are initialized to the specified migratetype
684  * (usually MIGRATE_MOVABLE). Besides setting the migratetype, no related
685  * zone stats (e.g., nr_isolate_pageblock) are touched.
686  */
687 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
688                                   unsigned long nr_pages,
689                                   struct vmem_altmap *altmap, int migratetype)
690 {
691         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
692         int nid = pgdat->node_id;
693
694         clear_zone_contiguous(zone);
695
696         if (zone_is_empty(zone))
697                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
698         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
699         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
700
701         /*
702          * Subsection population requires care in pfn_to_online_page().
703          * Set the taint to enable the slow path detection of
704          * ZONE_DEVICE pages in an otherwise  ZONE_{NORMAL,MOVABLE}
705          * section.
706          */
707         if (zone_is_zone_device(zone)) {
708                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn, PAGES_PER_SECTION))
709                         section_taint_zone_device(start_pfn);
710                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION))
711                         section_taint_zone_device(start_pfn + nr_pages);
712         }
713
714         /*
715          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
716          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
717          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
718          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
719          */
720         memmap_init_range(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, 0,
721                          MEMINIT_HOTPLUG, altmap, migratetype);
722
723         set_zone_contiguous(zone);
724 }
725
726 struct auto_movable_stats {
727         unsigned long kernel_early_pages;
728         unsigned long movable_pages;
729 };
730
731 static void auto_movable_stats_account_zone(struct auto_movable_stats *stats,
732                                             struct zone *zone)
733 {
734         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
735                 stats->movable_pages += zone->present_pages;
736         } else {
737                 stats->kernel_early_pages += zone->present_early_pages;
738 #ifdef CONFIG_CMA
739                 /*
740                  * CMA pages (never on hotplugged memory) behave like
741                  * ZONE_MOVABLE.
742                  */
743                 stats->movable_pages += zone->cma_pages;
744                 stats->kernel_early_pages -= zone->cma_pages;
745 #endif /* CONFIG_CMA */
746         }
747 }
748 struct auto_movable_group_stats {
749         unsigned long movable_pages;
750         unsigned long req_kernel_early_pages;
751 };
752
753 static int auto_movable_stats_account_group(struct memory_group *group,
754                                            void *arg)
755 {
756         const int ratio = READ_ONCE(auto_movable_ratio);
757         struct auto_movable_group_stats *stats = arg;
758         long pages;
759
760         /*
761          * We don't support modifying the config while the auto-movable online
762          * policy is already enabled. Just avoid the division by zero below.
763          */
764         if (!ratio)
765                 return 0;
766
767         /*
768          * Calculate how many early kernel pages this group requires to
769          * satisfy the configured zone ratio.
770          */
771         pages = group->present_movable_pages * 100 / ratio;
772         pages -= group->present_kernel_pages;
773
774         if (pages > 0)
775                 stats->req_kernel_early_pages += pages;
776         stats->movable_pages += group->present_movable_pages;
777         return 0;
778 }
779
780 static bool auto_movable_can_online_movable(int nid, struct memory_group *group,
781                                             unsigned long nr_pages)
782 {
783         unsigned long kernel_early_pages, movable_pages;
784         struct auto_movable_group_stats group_stats = {};
785         struct auto_movable_stats stats = {};
786         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
787         struct zone *zone;
788         int i;
789
790         /* Walk all relevant zones and collect MOVABLE vs. KERNEL stats. */
791         if (nid == NUMA_NO_NODE) {
792                 /* TODO: cache values */
793                 for_each_populated_zone(zone)
794                         auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
795         } else {
796                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
797                         zone = pgdat->node_zones + i;
798                         if (populated_zone(zone))
799                                 auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
800                 }
801         }
802
803         kernel_early_pages = stats.kernel_early_pages;
804         movable_pages = stats.movable_pages;
805
806         /*
807          * Kernel memory inside dynamic memory group allows for more MOVABLE
808          * memory within the same group. Remove the effect of all but the
809          * current group from the stats.
810          */
811         walk_dynamic_memory_groups(nid, auto_movable_stats_account_group,
812                                    group, &group_stats);
813         if (kernel_early_pages <= group_stats.req_kernel_early_pages)
814                 return false;
815         kernel_early_pages -= group_stats.req_kernel_early_pages;
816         movable_pages -= group_stats.movable_pages;
817
818         if (group && group->is_dynamic)
819                 kernel_early_pages += group->present_kernel_pages;
820
821         /*
822          * Test if we could online the given number of pages to ZONE_MOVABLE
823          * and still stay in the configured ratio.
824          */
825         movable_pages += nr_pages;
826         return movable_pages <= (auto_movable_ratio * kernel_early_pages) / 100;
827 }
828
829 /*
830  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
831  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
832  * to the ZONE_NORMAL.
833  */
834 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
835                 unsigned long nr_pages)
836 {
837         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
838         int zid;
839
840         for (zid = 0; zid < ZONE_NORMAL; zid++) {
841                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
842
843                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
844                         return zone;
845         }
846
847         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
848 }
849
850 /*
851  * Determine to which zone to online memory dynamically based on user
852  * configuration and system stats. We care about the following ratio:
853  *
854  *   MOVABLE : KERNEL
855  *
856  * Whereby MOVABLE is memory in ZONE_MOVABLE and KERNEL is memory in
857  * one of the kernel zones. CMA pages inside one of the kernel zones really
858  * behaves like ZONE_MOVABLE, so we treat them accordingly.
859  *
860  * We don't allow for hotplugged memory in a KERNEL zone to increase the
861  * amount of MOVABLE memory we can have, so we end up with:
862  *
863  *   MOVABLE : KERNEL_EARLY
864  *
865  * Whereby KERNEL_EARLY is memory in one of the kernel zones, available sinze
866  * boot. We base our calculation on KERNEL_EARLY internally, because:
867  *
868  * a) Hotplugged memory in one of the kernel zones can sometimes still get
869  *    hotunplugged, especially when hot(un)plugging individual memory blocks.
870  *    There is no coordination across memory devices, therefore "automatic"
871  *    hotunplugging, as implemented in hypervisors, could result in zone
872  *    imbalances.
873  * b) Early/boot memory in one of the kernel zones can usually not get
874  *    hotunplugged again (e.g., no firmware interface to unplug, fragmented
875  *    with unmovable allocations). While there are corner cases where it might
876  *    still work, it is barely relevant in practice.
877  *
878  * Exceptions are dynamic memory groups, which allow for more MOVABLE
879  * memory within the same memory group -- because in that case, there is
880  * coordination within the single memory device managed by a single driver.
881  *
882  * We rely on "present pages" instead of "managed pages", as the latter is
883  * highly unreliable and dynamic in virtualized environments, and does not
884  * consider boot time allocations. For example, memory ballooning adjusts the
885  * managed pages when inflating/deflating the balloon, and balloon compaction
886  * can even migrate inflated pages between zones.
887  *
888  * Using "present pages" is better but some things to keep in mind are:
889  *
890  * a) Some memblock allocations, such as for the crashkernel area, are
891  *    effectively unused by the kernel, yet they account to "present pages".
892  *    Fortunately, these allocations are comparatively small in relevant setups
893  *    (e.g., fraction of system memory).
894  * b) Some hotplugged memory blocks in virtualized environments, esecially
895  *    hotplugged by virtio-mem, look like they are completely present, however,
896  *    only parts of the memory block are actually currently usable.
897  *    "present pages" is an upper limit that can get reached at runtime. As
898  *    we base our calculations on KERNEL_EARLY, this is not an issue.
899  */
900 static struct zone *auto_movable_zone_for_pfn(int nid,
901                                               struct memory_group *group,
902                                               unsigned long pfn,
903                                               unsigned long nr_pages)
904 {
905         unsigned long online_pages = 0, max_pages, end_pfn;
906         struct page *page;
907
908         if (!auto_movable_ratio)
909                 goto kernel_zone;
910
911         if (group && !group->is_dynamic) {
912                 max_pages = group->s.max_pages;
913                 online_pages = group->present_movable_pages;
914
915                 /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
916                 if (group->present_kernel_pages)
917                         goto kernel_zone;
918         } else if (!group || group->d.unit_pages == nr_pages) {
919                 max_pages = nr_pages;
920         } else {
921                 max_pages = group->d.unit_pages;
922                 /*
923                  * Take a look at all online sections in the current unit.
924                  * We can safely assume that all pages within a section belong
925                  * to the same zone, because dynamic memory groups only deal
926                  * with hotplugged memory.
927                  */
928                 pfn = ALIGN_DOWN(pfn, group->d.unit_pages);
929                 end_pfn = pfn + group->d.unit_pages;
930                 for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
931                         page = pfn_to_online_page(pfn);
932                         if (!page)
933                                 continue;
934                         /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
935                         if (!is_zone_movable_page(page))
936                                 goto kernel_zone;
937                         online_pages += PAGES_PER_SECTION;
938                 }
939         }
940
941         /*
942          * Online MOVABLE if we could *currently* online all remaining parts
943          * MOVABLE. We expect to (add+) online them immediately next, so if
944          * nobody interferes, all will be MOVABLE if possible.
945          */
946         nr_pages = max_pages - online_pages;
947         if (!auto_movable_can_online_movable(NUMA_NO_NODE, group, nr_pages))
948                 goto kernel_zone;
949
950 #ifdef CONFIG_NUMA
951         if (auto_movable_numa_aware &&
952             !auto_movable_can_online_movable(nid, group, nr_pages))
953                 goto kernel_zone;
954 #endif /* CONFIG_NUMA */
955
956         return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
957 kernel_zone:
958         return default_kernel_zone_for_pfn(nid, pfn, nr_pages);
959 }
960
961 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
962                 unsigned long nr_pages)
963 {
964         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
965                         nr_pages);
966         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
967         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
968         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
969
970         /*
971          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
972          * overlap in the given range
973          */
974         if (in_kernel ^ in_movable)
975                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
976
977         /*
978          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
979          * given range then we use movable zone only if movable_node is
980          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
981          */
982         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
983 }
984
985 struct zone *zone_for_pfn_range(int online_type, int nid,
986                 struct memory_group *group, unsigned long start_pfn,
987                 unsigned long nr_pages)
988 {
989         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
990                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
991
992         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
993                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
994
995         if (online_policy == ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE)
996                 return auto_movable_zone_for_pfn(nid, group, start_pfn, nr_pages);
997
998         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
999 }
1000
1001 /*
1002  * This function should only be called by memory_block_{online,offline},
1003  * and {online,offline}_pages.
1004  */
1005 void adjust_present_page_count(struct page *page, struct memory_group *group,
1006                                long nr_pages)
1007 {
1008         struct zone *zone = page_zone(page);
1009         const bool movable = zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE;
1010
1011         /*
1012          * We only support onlining/offlining/adding/removing of complete
1013          * memory blocks; therefore, either all is either early or hotplugged.
1014          */
1015         if (early_section(__pfn_to_section(page_to_pfn(page))))
1016                 zone->present_early_pages += nr_pages;
1017         zone->present_pages += nr_pages;
1018         zone->zone_pgdat->node_present_pages += nr_pages;
1019
1020         if (group && movable)
1021                 group->present_movable_pages += nr_pages;
1022         else if (group && !movable)
1023                 group->present_kernel_pages += nr_pages;
1024 }
1025
1026 int mhp_init_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1027                               struct zone *zone)
1028 {
1029         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1030         int ret, i;
1031
1032         ret = kasan_add_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1033         if (ret)
1034                 return ret;
1035
1036         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_UNMOVABLE);
1037
1038         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1039                 SetPageVmemmapSelfHosted(pfn_to_page(pfn + i));
1040
1041         /*
1042          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1043          * the case, mark those sections online here as otherwise they will be
1044          * left offline.
1045          */
1046         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1047                 online_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1048
1049         return ret;
1050 }
1051
1052 void mhp_deinit_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
1053 {
1054         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1055
1056         /*
1057          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1058          * the case, mark those sections offline here as otherwise they will be
1059          * left online.
1060          */
1061         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1062                 offline_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1063
1064         /*
1065          * The pages associated with this vmemmap have been offlined, so
1066          * we can reset its state here.
1067          */
1068         remove_pfn_range_from_zone(page_zone(pfn_to_page(pfn)), pfn, nr_pages);
1069         kasan_remove_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1070 }
1071
1072 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1073                        struct zone *zone, struct memory_group *group)
1074 {
1075         unsigned long flags;
1076         int need_zonelists_rebuild = 0;
1077         const int nid = zone_to_nid(zone);
1078         int ret;
1079         struct memory_notify arg;
1080
1081         /*
1082          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1083          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1084          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1085          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1086          * aligned.
1087          */
1088         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages ||
1089                          !IS_ALIGNED(pfn, pageblock_nr_pages) ||
1090                          !IS_ALIGNED(pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1091                 return -EINVAL;
1092
1093         mem_hotplug_begin();
1094
1095         /* associate pfn range with the zone */
1096         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_ISOLATE);
1097
1098         arg.start_pfn = pfn;
1099         arg.nr_pages = nr_pages;
1100         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
1101
1102         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
1103         ret = notifier_to_errno(ret);
1104         if (ret)
1105                 goto failed_addition;
1106
1107         /*
1108          * Fixup the number of isolated pageblocks before marking the sections
1109          * onlining, such that undo_isolate_page_range() works correctly.
1110          */
1111         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1112         zone->nr_isolate_pageblock += nr_pages / pageblock_nr_pages;
1113         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1114
1115         /*
1116          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
1117          * This means the page allocator ignores this zone.
1118          * So, zonelist must be updated after online.
1119          */
1120         if (!populated_zone(zone)) {
1121                 need_zonelists_rebuild = 1;
1122                 setup_zone_pageset(zone);
1123         }
1124
1125         online_pages_range(pfn, nr_pages);
1126         adjust_present_page_count(pfn_to_page(pfn), group, nr_pages);
1127
1128         node_states_set_node(nid, &arg);
1129         if (need_zonelists_rebuild)
1130                 build_all_zonelists(NULL);
1131
1132         /* Basic onlining is complete, allow allocation of onlined pages. */
1133         undo_isolate_page_range(pfn, pfn + nr_pages, MIGRATE_MOVABLE);
1134
1135         /*
1136          * Freshly onlined pages aren't shuffled (e.g., all pages are placed to
1137          * the tail of the freelist when undoing isolation). Shuffle the whole
1138          * zone to make sure the just onlined pages are properly distributed
1139          * across the whole freelist - to create an initial shuffle.
1140          */
1141         shuffle_zone(zone);
1142
1143         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1144         init_per_zone_wmark_min();
1145
1146         kswapd_run(nid);
1147         kcompactd_run(nid);
1148
1149         writeback_set_ratelimit();
1150
1151         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1152         mem_hotplug_done();
1153         return 0;
1154
1155 failed_addition:
1156         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1157                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
1158                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
1159         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
1160         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
1161         mem_hotplug_done();
1162         return ret;
1163 }
1164
1165 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
1166 {
1167         struct zone *z;
1168
1169         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
1170                 z->present_pages = 0;
1171
1172         pgdat->node_present_pages = 0;
1173 }
1174
1175 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1176 static pg_data_t __ref *hotadd_init_pgdat(int nid)
1177 {
1178         struct pglist_data *pgdat;
1179
1180         /*
1181          * NODE_DATA is preallocated (free_area_init) but its internal
1182          * state is not allocated completely. Add missing pieces.
1183          * Completely offline nodes stay around and they just need
1184          * reintialization.
1185          */
1186         pgdat = NODE_DATA(nid);
1187
1188         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1189         free_area_init_core_hotplug(pgdat);
1190
1191         /*
1192          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1193          * to access not-initialized zonelist, build here.
1194          */
1195         build_all_zonelists(pgdat);
1196
1197         /*
1198          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1199          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1200          * online_pages() and offline_pages().
1201          * TODO: should be in free_area_init_core_hotplug?
1202          */
1203         reset_node_managed_pages(pgdat);
1204         reset_node_present_pages(pgdat);
1205
1206         return pgdat;
1207 }
1208
1209 /*
1210  * __try_online_node - online a node if offlined
1211  * @nid: the node ID
1212  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1213  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1214  *
1215  * Returns:
1216  * 1 -> a new node has been allocated
1217  * 0 -> the node is already online
1218  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1219  */
1220 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
1221 {
1222         pg_data_t *pgdat;
1223         int ret = 1;
1224
1225         if (node_online(nid))
1226                 return 0;
1227
1228         pgdat = hotadd_init_pgdat(nid);
1229         if (!pgdat) {
1230                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1231                 ret = -ENOMEM;
1232                 goto out;
1233         }
1234
1235         if (set_node_online) {
1236                 node_set_online(nid);
1237                 ret = register_one_node(nid);
1238                 BUG_ON(ret);
1239         }
1240 out:
1241         return ret;
1242 }
1243
1244 /*
1245  * Users of this function always want to online/register the node
1246  */
1247 int try_online_node(int nid)
1248 {
1249         int ret;
1250
1251         mem_hotplug_begin();
1252         ret =  __try_online_node(nid, true);
1253         mem_hotplug_done();
1254         return ret;
1255 }
1256
1257 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1258 {
1259         /* memory range must be block size aligned */
1260         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1261             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1262                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1263                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1264                 return -EINVAL;
1265         }
1266
1267         return 0;
1268 }
1269
1270 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1271 {
1272         mem->online_type = mhp_default_online_type;
1273         return device_online(&mem->dev);
1274 }
1275
1276 bool mhp_supports_memmap_on_memory(unsigned long size)
1277 {
1278         unsigned long nr_vmemmap_pages = size / PAGE_SIZE;
1279         unsigned long vmemmap_size = nr_vmemmap_pages * sizeof(struct page);
1280         unsigned long remaining_size = size - vmemmap_size;
1281
1282         /*
1283          * Besides having arch support and the feature enabled at runtime, we
1284          * need a few more assumptions to hold true:
1285          *
1286          * a) We span a single memory block: memory onlining/offlinin;g happens
1287          *    in memory block granularity. We don't want the vmemmap of online
1288          *    memory blocks to reside on offline memory blocks. In the future,
1289          *    we might want to support variable-sized memory blocks to make the
1290          *    feature more versatile.
1291          *
1292          * b) The vmemmap pages span complete PMDs: We don't want vmemmap code
1293          *    to populate memory from the altmap for unrelated parts (i.e.,
1294          *    other memory blocks)
1295          *
1296          * c) The vmemmap pages (and thereby the pages that will be exposed to
1297          *    the buddy) have to cover full pageblocks: memory onlining/offlining
1298          *    code requires applicable ranges to be page-aligned, for example, to
1299          *    set the migratetypes properly.
1300          *
1301          * TODO: Although we have a check here to make sure that vmemmap pages
1302          *       fully populate a PMD, it is not the right place to check for
1303          *       this. A much better solution involves improving vmemmap code
1304          *       to fallback to base pages when trying to populate vmemmap using
1305          *       altmap as an alternative source of memory, and we do not exactly
1306          *       populate a single PMD.
1307          */
1308         return mhp_memmap_on_memory() &&
1309                size == memory_block_size_bytes() &&
1310                IS_ALIGNED(vmemmap_size, PMD_SIZE) &&
1311                IS_ALIGNED(remaining_size, (pageblock_nr_pages << PAGE_SHIFT));
1312 }
1313
1314 /*
1315  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1316  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1317  *
1318  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1319  */
1320 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, mhp_t mhp_flags)
1321 {
1322         struct mhp_params params = { .pgprot = pgprot_mhp(PAGE_KERNEL) };
1323         enum memblock_flags memblock_flags = MEMBLOCK_NONE;
1324         struct vmem_altmap mhp_altmap = {};
1325         struct memory_group *group = NULL;
1326         u64 start, size;
1327         bool new_node = false;
1328         int ret;
1329
1330         start = res->start;
1331         size = resource_size(res);
1332
1333         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1334         if (ret)
1335                 return ret;
1336
1337         if (mhp_flags & MHP_NID_IS_MGID) {
1338                 group = memory_group_find_by_id(nid);
1339                 if (!group)
1340                         return -EINVAL;
1341                 nid = group->nid;
1342         }
1343
1344         if (!node_possible(nid)) {
1345                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1346                 return -EINVAL;
1347         }
1348
1349         mem_hotplug_begin();
1350
1351         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
1352                 if (res->flags & IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED)
1353                         memblock_flags = MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED;
1354                 ret = memblock_add_node(start, size, nid, memblock_flags);
1355                 if (ret)
1356                         goto error_mem_hotplug_end;
1357         }
1358
1359         ret = __try_online_node(nid, false);
1360         if (ret < 0)
1361                 goto error;
1362         new_node = ret;
1363
1364         /*
1365          * Self hosted memmap array
1366          */
1367         if (mhp_flags & MHP_MEMMAP_ON_MEMORY) {
1368                 if (!mhp_supports_memmap_on_memory(size)) {
1369                         ret = -EINVAL;
1370                         goto error;
1371                 }
1372                 mhp_altmap.free = PHYS_PFN(size);
1373                 mhp_altmap.base_pfn = PHYS_PFN(start);
1374                 params.altmap = &mhp_altmap;
1375         }
1376
1377         /* call arch's memory hotadd */
1378         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1379         if (ret < 0)
1380                 goto error;
1381
1382         /* create memory block devices after memory was added */
1383         ret = create_memory_block_devices(start, size, mhp_altmap.alloc,
1384                                           group);
1385         if (ret) {
1386                 arch_remove_memory(start, size, NULL);
1387                 goto error;
1388         }
1389
1390         if (new_node) {
1391                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1392                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1393                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1394                  * We online node here. We can't roll back from here.
1395                  */
1396                 node_set_online(nid);
1397                 ret = __register_one_node(nid);
1398                 BUG_ON(ret);
1399         }
1400
1401         register_memory_blocks_under_node(nid, PFN_DOWN(start),
1402                                           PFN_UP(start + size - 1),
1403                                           MEMINIT_HOTPLUG);
1404
1405         /* create new memmap entry */
1406         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1407                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1408
1409         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1410         mem_hotplug_done();
1411
1412         /*
1413          * In case we're allowed to merge the resource, flag it and trigger
1414          * merging now that adding succeeded.
1415          */
1416         if (mhp_flags & MHP_MERGE_RESOURCE)
1417                 merge_system_ram_resource(res);
1418
1419         /* online pages if requested */
1420         if (mhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1421                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1422
1423         return ret;
1424 error:
1425         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1426                 memblock_remove(start, size);
1427 error_mem_hotplug_end:
1428         mem_hotplug_done();
1429         return ret;
1430 }
1431
1432 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1433 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1434 {
1435         struct resource *res;
1436         int ret;
1437
1438         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1439         if (IS_ERR(res))
1440                 return PTR_ERR(res);
1441
1442         ret = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1443         if (ret < 0)
1444                 release_memory_resource(res);
1445         return ret;
1446 }
1447
1448 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1449 {
1450         int rc;
1451
1452         lock_device_hotplug();
1453         rc = __add_memory(nid, start, size, mhp_flags);
1454         unlock_device_hotplug();
1455
1456         return rc;
1457 }
1458 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1459
1460 /*
1461  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1462  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1463  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1464  * after a reboot, and after kexec.
1465  *
1466  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1467  * kexec kernel or for placing kexec images:
1468  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1469  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1470  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1471  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1472  *
1473  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1474  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1475  * with IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1476  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1477  *
1478  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1479  * "System RAM ($DRIVER)".
1480  */
1481 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1482                               const char *resource_name, mhp_t mhp_flags)
1483 {
1484         struct resource *res;
1485         int rc;
1486
1487         if (!resource_name ||
1488             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1489             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1490                 return -EINVAL;
1491
1492         lock_device_hotplug();
1493
1494         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1495         if (IS_ERR(res)) {
1496                 rc = PTR_ERR(res);
1497                 goto out_unlock;
1498         }
1499
1500         rc = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1501         if (rc < 0)
1502                 release_memory_resource(res);
1503
1504 out_unlock:
1505         unlock_device_hotplug();
1506         return rc;
1507 }
1508 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1509
1510 /*
1511  * Platforms should define arch_get_mappable_range() that provides
1512  * maximum possible addressable physical memory range for which the
1513  * linear mapping could be created. The platform returned address
1514  * range must adhere to these following semantics.
1515  *
1516  * - range.start <= range.end
1517  * - Range includes both end points [range.start..range.end]
1518  *
1519  * There is also a fallback definition provided here, allowing the
1520  * entire possible physical address range in case any platform does
1521  * not define arch_get_mappable_range().
1522  */
1523 struct range __weak arch_get_mappable_range(void)
1524 {
1525         struct range mhp_range = {
1526                 .start = 0UL,
1527                 .end = -1ULL,
1528         };
1529         return mhp_range;
1530 }
1531
1532 struct range mhp_get_pluggable_range(bool need_mapping)
1533 {
1534         const u64 max_phys = (1ULL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1;
1535         struct range mhp_range;
1536
1537         if (need_mapping) {
1538                 mhp_range = arch_get_mappable_range();
1539                 if (mhp_range.start > max_phys) {
1540                         mhp_range.start = 0;
1541                         mhp_range.end = 0;
1542                 }
1543                 mhp_range.end = min_t(u64, mhp_range.end, max_phys);
1544         } else {
1545                 mhp_range.start = 0;
1546                 mhp_range.end = max_phys;
1547         }
1548         return mhp_range;
1549 }
1550 EXPORT_SYMBOL_GPL(mhp_get_pluggable_range);
1551
1552 bool mhp_range_allowed(u64 start, u64 size, bool need_mapping)
1553 {
1554         struct range mhp_range = mhp_get_pluggable_range(need_mapping);
1555         u64 end = start + size;
1556
1557         if (start < end && start >= mhp_range.start && (end - 1) <= mhp_range.end)
1558                 return true;
1559
1560         pr_warn("Hotplug memory [%#llx-%#llx] exceeds maximum addressable range [%#llx-%#llx]\n",
1561                 start, end, mhp_range.start, mhp_range.end);
1562         return false;
1563 }
1564
1565 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1566 /*
1567  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1568  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1569  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1570  * definitely unmovable pages.
1571  *
1572  * Returns:
1573  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1574  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1575  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1576  */
1577 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1578                               unsigned long *movable_pfn)
1579 {
1580         unsigned long pfn;
1581
1582         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1583                 struct page *page, *head;
1584                 unsigned long skip;
1585
1586                 if (!pfn_valid(pfn))
1587                         continue;
1588                 page = pfn_to_page(pfn);
1589                 if (PageLRU(page))
1590                         goto found;
1591                 if (__PageMovable(page))
1592                         goto found;
1593
1594                 /*
1595                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1596                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1597                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1598                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1599                  */
1600                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1601                         return -EBUSY;
1602
1603                 if (!PageHuge(page))
1604                         continue;
1605                 head = compound_head(page);
1606                 /*
1607                  * This test is racy as we hold no reference or lock.  The
1608                  * hugetlb page could have been free'ed and head is no longer
1609                  * a hugetlb page before the following check.  In such unlikely
1610                  * cases false positives and negatives are possible.  Calling
1611                  * code must deal with these scenarios.
1612                  */
1613                 if (HPageMigratable(head))
1614                         goto found;
1615                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1616                 pfn += skip - 1;
1617         }
1618         return -ENOENT;
1619 found:
1620         *movable_pfn = pfn;
1621         return 0;
1622 }
1623
1624 static int
1625 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1626 {
1627         unsigned long pfn;
1628         struct page *page, *head;
1629         int ret = 0;
1630         LIST_HEAD(source);
1631         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(migrate_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1632                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1633
1634         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1635                 struct folio *folio;
1636
1637                 if (!pfn_valid(pfn))
1638                         continue;
1639                 page = pfn_to_page(pfn);
1640                 folio = page_folio(page);
1641                 head = &folio->page;
1642
1643                 if (PageHuge(page)) {
1644                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1645                         isolate_hugetlb(head, &source);
1646                         continue;
1647                 } else if (PageTransHuge(page))
1648                         pfn = page_to_pfn(head) + thp_nr_pages(page) - 1;
1649
1650                 /*
1651                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1652                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1653                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1654                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1655                  * the unmap as the catch all safety net).
1656                  */
1657                 if (PageHWPoison(page)) {
1658                         if (WARN_ON(folio_test_lru(folio)))
1659                                 folio_isolate_lru(folio);
1660                         if (folio_mapped(folio))
1661                                 try_to_unmap(folio, TTU_IGNORE_MLOCK);
1662                         continue;
1663                 }
1664
1665                 if (!get_page_unless_zero(page))
1666                         continue;
1667                 /*
1668                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1669                  * LRU and non-lru movable pages.
1670                  */
1671                 if (PageLRU(page))
1672                         ret = isolate_lru_page(page);
1673                 else
1674                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1675                 if (!ret) { /* Success */
1676                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1677                         if (!__PageMovable(page))
1678                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1679                                                     page_is_file_lru(page));
1680
1681                 } else {
1682                         if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1683                                 pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1684                                 dump_page(page, "isolation failed");
1685                         }
1686                 }
1687                 put_page(page);
1688         }
1689         if (!list_empty(&source)) {
1690                 nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1691                 struct migration_target_control mtc = {
1692                         .nmask = &nmask,
1693                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1694                 };
1695
1696                 /*
1697                  * We have checked that migration range is on a single zone so
1698                  * we can use the nid of the first page to all the others.
1699                  */
1700                 mtc.nid = page_to_nid(list_first_entry(&source, struct page, lru));
1701
1702                 /*
1703                  * try to allocate from a different node but reuse this node
1704                  * if there are no other online nodes to be used (e.g. we are
1705                  * offlining a part of the only existing node)
1706                  */
1707                 node_clear(mtc.nid, nmask);
1708                 if (nodes_empty(nmask))
1709                         node_set(mtc.nid, nmask);
1710                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migration_target, NULL,
1711                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG, NULL);
1712                 if (ret) {
1713                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1714                                 if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1715                                         pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d\n",
1716                                                 page_to_pfn(page), ret);
1717                                         dump_page(page, "migration failure");
1718                                 }
1719                         }
1720                         putback_movable_pages(&source);
1721                 }
1722         }
1723
1724         return ret;
1725 }
1726
1727 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1728 {
1729         movable_node_enabled = true;
1730         return 0;
1731 }
1732 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1733
1734 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1735 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1736                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1737 {
1738         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1739         unsigned long present_pages = 0;
1740         enum zone_type zt;
1741
1742         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1743         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1744
1745         /*
1746          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1747          * If the memory to be offline is within the range
1748          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1749          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1750          * thus we can determine that we need to clear the node from
1751          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1752          */
1753         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1754                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1755         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1756                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1757
1758         /*
1759          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL); ZONE_HIGHMEM
1760          * does not apply as we don't support 32bit.
1761          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1762          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1763          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1764          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1765          * it for N_MEMORY as well.
1766          */
1767         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1768
1769         if (nr_pages >= present_pages)
1770                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1771 }
1772
1773 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1774 {
1775         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1776                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1777
1778         if (arg->status_change_nid >= 0)
1779                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1780 }
1781
1782 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1783                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1784 {
1785         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1786
1787         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1788         return 0;
1789 }
1790
1791 int __ref offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1792                         struct zone *zone, struct memory_group *group)
1793 {
1794         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
1795         unsigned long pfn, system_ram_pages = 0;
1796         const int node = zone_to_nid(zone);
1797         unsigned long flags;
1798         struct memory_notify arg;
1799         char *reason;
1800         int ret;
1801
1802         /*
1803          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1804          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1805          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1806          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1807          * aligned.
1808          */
1809         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages ||
1810                          !IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages) ||
1811                          !IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1812                 return -EINVAL;
1813
1814         mem_hotplug_begin();
1815
1816         /*
1817          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1818          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1819          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1820          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1821          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1822          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1823          */
1824         walk_system_ram_range(start_pfn, nr_pages, &system_ram_pages,
1825                               count_system_ram_pages_cb);
1826         if (system_ram_pages != nr_pages) {
1827                 ret = -EINVAL;
1828                 reason = "memory holes";
1829                 goto failed_removal;
1830         }
1831
1832         /*
1833          * We only support offlining of memory blocks managed by a single zone,
1834          * checked by calling code. This is just a sanity check that we might
1835          * want to remove in the future.
1836          */
1837         if (WARN_ON_ONCE(page_zone(pfn_to_page(start_pfn)) != zone ||
1838                          page_zone(pfn_to_page(end_pfn - 1)) != zone)) {
1839                 ret = -EINVAL;
1840                 reason = "multizone range";
1841                 goto failed_removal;
1842         }
1843
1844         /*
1845          * Disable pcplists so that page isolation cannot race with freeing
1846          * in a way that pages from isolated pageblock are left on pcplists.
1847          */
1848         zone_pcp_disable(zone);
1849         lru_cache_disable();
1850
1851         /* set above range as isolated */
1852         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1853                                        MIGRATE_MOVABLE,
1854                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE,
1855                                        GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL);
1856         if (ret) {
1857                 reason = "failure to isolate range";
1858                 goto failed_removal_pcplists_disabled;
1859         }
1860
1861         arg.start_pfn = start_pfn;
1862         arg.nr_pages = nr_pages;
1863         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1864
1865         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1866         ret = notifier_to_errno(ret);
1867         if (ret) {
1868                 reason = "notifier failure";
1869                 goto failed_removal_isolated;
1870         }
1871
1872         do {
1873                 pfn = start_pfn;
1874                 do {
1875                         if (signal_pending(current)) {
1876                                 ret = -EINTR;
1877                                 reason = "signal backoff";
1878                                 goto failed_removal_isolated;
1879                         }
1880
1881                         cond_resched();
1882
1883                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
1884                         if (!ret) {
1885                                 /*
1886                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1887                                  * out
1888                                  */
1889                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1890                         }
1891                 } while (!ret);
1892
1893                 if (ret != -ENOENT) {
1894                         reason = "unmovable page";
1895                         goto failed_removal_isolated;
1896                 }
1897
1898                 /*
1899                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1900                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1901                  * counting consistent.
1902                  */
1903                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1904                 if (ret) {
1905                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1906                         goto failed_removal_isolated;
1907                 }
1908
1909                 ret = test_pages_isolated(start_pfn, end_pfn, MEMORY_OFFLINE);
1910
1911         } while (ret);
1912
1913         /* Mark all sections offline and remove free pages from the buddy. */
1914         __offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1915         pr_debug("Offlined Pages %ld\n", nr_pages);
1916
1917         /*
1918          * The memory sections are marked offline, and the pageblock flags
1919          * effectively stale; nobody should be touching them. Fixup the number
1920          * of isolated pageblocks, memory onlining will properly revert this.
1921          */
1922         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1923         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_pages / pageblock_nr_pages;
1924         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1925
1926         lru_cache_enable();
1927         zone_pcp_enable(zone);
1928
1929         /* removal success */
1930         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -nr_pages);
1931         adjust_present_page_count(pfn_to_page(start_pfn), group, -nr_pages);
1932
1933         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1934         init_per_zone_wmark_min();
1935
1936         if (!populated_zone(zone)) {
1937                 zone_pcp_reset(zone);
1938                 build_all_zonelists(NULL);
1939         }
1940
1941         node_states_clear_node(node, &arg);
1942         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1943                 kswapd_stop(node);
1944                 kcompactd_stop(node);
1945         }
1946
1947         writeback_set_ratelimit();
1948
1949         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1950         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
1951         mem_hotplug_done();
1952         return 0;
1953
1954 failed_removal_isolated:
1955         /* pushback to free area */
1956         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1957         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1958 failed_removal_pcplists_disabled:
1959         lru_cache_enable();
1960         zone_pcp_enable(zone);
1961 failed_removal:
1962         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1963                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1964                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1965                  reason);
1966         mem_hotplug_done();
1967         return ret;
1968 }
1969
1970 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1971 {
1972         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1973         int *nid = arg;
1974
1975         *nid = mem->nid;
1976         if (unlikely(ret)) {
1977                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1978
1979                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1980                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1981                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1982                         &beginpa, &endpa);
1983
1984                 return -EBUSY;
1985         }
1986         return 0;
1987 }
1988
1989 static int get_nr_vmemmap_pages_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1990 {
1991         /*
1992          * If not set, continue with the next block.
1993          */
1994         return mem->nr_vmemmap_pages;
1995 }
1996
1997 static int check_cpu_on_node(int nid)
1998 {
1999         int cpu;
2000
2001         for_each_present_cpu(cpu) {
2002                 if (cpu_to_node(cpu) == nid)
2003                         /*
2004                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
2005                          * offline this node.
2006                          */
2007                         return -EBUSY;
2008         }
2009
2010         return 0;
2011 }
2012
2013 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2014 {
2015         int nid = *(int *)arg;
2016
2017         /*
2018          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
2019          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
2020          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
2021          */
2022         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
2023 }
2024
2025 /**
2026  * try_offline_node
2027  * @nid: the node ID
2028  *
2029  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
2030  *
2031  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2032  * and online/offline operations before this call.
2033  */
2034 void try_offline_node(int nid)
2035 {
2036         int rc;
2037
2038         /*
2039          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
2040          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
2041          * e.g., after the memory block was onlined.
2042          */
2043         if (node_spanned_pages(nid))
2044                 return;
2045
2046         /*
2047          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
2048          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
2049          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
2050          */
2051         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
2052         if (rc)
2053                 return;
2054
2055         if (check_cpu_on_node(nid))
2056                 return;
2057
2058         /*
2059          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
2060          * node now.
2061          */
2062         node_set_offline(nid);
2063         unregister_one_node(nid);
2064 }
2065 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
2066
2067 static int __ref try_remove_memory(u64 start, u64 size)
2068 {
2069         struct vmem_altmap mhp_altmap = {};
2070         struct vmem_altmap *altmap = NULL;
2071         unsigned long nr_vmemmap_pages;
2072         int rc = 0, nid = NUMA_NO_NODE;
2073
2074         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
2075
2076         /*
2077          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
2078          * whether all memory blocks in question are offline and return error
2079          * if this is not the case.
2080          *
2081          * While at it, determine the nid. Note that if we'd have mixed nodes,
2082          * we'd only try to offline the last determined one -- which is good
2083          * enough for the cases we care about.
2084          */
2085         rc = walk_memory_blocks(start, size, &nid, check_memblock_offlined_cb);
2086         if (rc)
2087                 return rc;
2088
2089         /*
2090          * We only support removing memory added with MHP_MEMMAP_ON_MEMORY in
2091          * the same granularity it was added - a single memory block.
2092          */
2093         if (mhp_memmap_on_memory()) {
2094                 nr_vmemmap_pages = walk_memory_blocks(start, size, NULL,
2095                                                       get_nr_vmemmap_pages_cb);
2096                 if (nr_vmemmap_pages) {
2097                         if (size != memory_block_size_bytes()) {
2098                                 pr_warn("Refuse to remove %#llx - %#llx,"
2099                                         "wrong granularity\n",
2100                                         start, start + size);
2101                                 return -EINVAL;
2102                         }
2103
2104                         /*
2105                          * Let remove_pmd_table->free_hugepage_table do the
2106                          * right thing if we used vmem_altmap when hot-adding
2107                          * the range.
2108                          */
2109                         mhp_altmap.alloc = nr_vmemmap_pages;
2110                         altmap = &mhp_altmap;
2111                 }
2112         }
2113
2114         /* remove memmap entry */
2115         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
2116
2117         /*
2118          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
2119          * a barrier against racing online attempts.
2120          */
2121         remove_memory_block_devices(start, size);
2122
2123         mem_hotplug_begin();
2124
2125         arch_remove_memory(start, size, altmap);
2126
2127         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
2128                 memblock_phys_free(start, size);
2129                 memblock_remove(start, size);
2130         }
2131
2132         release_mem_region_adjustable(start, size);
2133
2134         if (nid != NUMA_NO_NODE)
2135                 try_offline_node(nid);
2136
2137         mem_hotplug_done();
2138         return 0;
2139 }
2140
2141 /**
2142  * __remove_memory - Remove memory if every memory block is offline
2143  * @start: physical address of the region to remove
2144  * @size: size of the region to remove
2145  *
2146  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2147  * and online/offline operations before this call, as required by
2148  * try_offline_node().
2149  */
2150 void __remove_memory(u64 start, u64 size)
2151 {
2152
2153         /*
2154          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
2155          * function
2156          */
2157         if (try_remove_memory(start, size))
2158                 BUG();
2159 }
2160
2161 /*
2162  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
2163  * some memory is not offline
2164  */
2165 int remove_memory(u64 start, u64 size)
2166 {
2167         int rc;
2168
2169         lock_device_hotplug();
2170         rc = try_remove_memory(start, size);
2171         unlock_device_hotplug();
2172
2173         return rc;
2174 }
2175 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
2176
2177 static int try_offline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2178 {
2179         uint8_t online_type = MMOP_ONLINE_KERNEL;
2180         uint8_t **online_types = arg;
2181         struct page *page;
2182         int rc;
2183
2184         /*
2185          * Sense the online_type via the zone of the memory block. Offlining
2186          * with multiple zones within one memory block will be rejected
2187          * by offlining code ... so we don't care about that.
2188          */
2189         page = pfn_to_online_page(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2190         if (page && zone_idx(page_zone(page)) == ZONE_MOVABLE)
2191                 online_type = MMOP_ONLINE_MOVABLE;
2192
2193         rc = device_offline(&mem->dev);
2194         /*
2195          * Default is MMOP_OFFLINE - change it only if offlining succeeded,
2196          * so try_reonline_memory_block() can do the right thing.
2197          */
2198         if (!rc)
2199                 **online_types = online_type;
2200
2201         (*online_types)++;
2202         /* Ignore if already offline. */
2203         return rc < 0 ? rc : 0;
2204 }
2205
2206 static int try_reonline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2207 {
2208         uint8_t **online_types = arg;
2209         int rc;
2210
2211         if (**online_types != MMOP_OFFLINE) {
2212                 mem->online_type = **online_types;
2213                 rc = device_online(&mem->dev);
2214                 if (rc < 0)
2215                         pr_warn("%s: Failed to re-online memory: %d",
2216                                 __func__, rc);
2217         }
2218
2219         /* Continue processing all remaining memory blocks. */
2220         (*online_types)++;
2221         return 0;
2222 }
2223
2224 /*
2225  * Try to offline and remove memory. Might take a long time to finish in case
2226  * memory is still in use. Primarily useful for memory devices that logically
2227  * unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to offline + remove
2228  * that memory.
2229  */
2230 int offline_and_remove_memory(u64 start, u64 size)
2231 {
2232         const unsigned long mb_count = size / memory_block_size_bytes();
2233         uint8_t *online_types, *tmp;
2234         int rc;
2235
2236         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
2237             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes()) || !size)
2238                 return -EINVAL;
2239
2240         /*
2241          * We'll remember the old online type of each memory block, so we can
2242          * try to revert whatever we did when offlining one memory block fails
2243          * after offlining some others succeeded.
2244          */
2245         online_types = kmalloc_array(mb_count, sizeof(*online_types),
2246                                      GFP_KERNEL);
2247         if (!online_types)
2248                 return -ENOMEM;
2249         /*
2250          * Initialize all states to MMOP_OFFLINE, so when we abort processing in
2251          * try_offline_memory_block(), we'll skip all unprocessed blocks in
2252          * try_reonline_memory_block().
2253          */
2254         memset(online_types, MMOP_OFFLINE, mb_count);
2255
2256         lock_device_hotplug();
2257
2258         tmp = online_types;
2259         rc = walk_memory_blocks(start, size, &tmp, try_offline_memory_block);
2260
2261         /*
2262          * In case we succeeded to offline all memory, remove it.
2263          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
2264          */
2265         if (!rc) {
2266                 rc = try_remove_memory(start, size);
2267                 if (rc)
2268                         pr_err("%s: Failed to remove memory: %d", __func__, rc);
2269         }
2270
2271         /*
2272          * Rollback what we did. While memory onlining might theoretically fail
2273          * (nacked by a notifier), it barely ever happens.
2274          */
2275         if (rc) {
2276                 tmp = online_types;
2277                 walk_memory_blocks(start, size, &tmp,
2278                                    try_reonline_memory_block);
2279         }
2280         unlock_device_hotplug();
2281
2282         kfree(online_types);
2283         return rc;
2284 }
2285 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
2286 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */