mm/memory_hotplug: improved dynamic memory group aware "auto-movable" online policy
[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 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
481         /*
482          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
483          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
484          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
485          */
486         if (zone_idx(zone) == ZONE_DEVICE)
487                 return;
488 #endif
489
490         clear_zone_contiguous(zone);
491
492         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
493         update_pgdat_span(pgdat);
494
495         set_zone_contiguous(zone);
496 }
497
498 static void __remove_section(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
499                              unsigned long map_offset,
500                              struct vmem_altmap *altmap)
501 {
502         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
503
504         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
505                 return;
506
507         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
508 }
509
510 /**
511  * __remove_pages() - remove sections of pages
512  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
513  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
514  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
515  *
516  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
517  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
518  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
519  * calling offline_pages().
520  */
521 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
522                     struct vmem_altmap *altmap)
523 {
524         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
525         unsigned long cur_nr_pages;
526         unsigned long map_offset = 0;
527
528         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
529
530         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
531                 return;
532
533         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
534                 cond_resched();
535                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
536                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
537                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
538                 __remove_section(pfn, cur_nr_pages, map_offset, altmap);
539                 map_offset = 0;
540         }
541 }
542
543 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
544 {
545         int rc = -EINVAL;
546
547         get_online_mems();
548         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
549
550         if (online_page_callback == generic_online_page) {
551                 online_page_callback = callback;
552                 rc = 0;
553         }
554
555         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
556         put_online_mems();
557
558         return rc;
559 }
560 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
561
562 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
563 {
564         int rc = -EINVAL;
565
566         get_online_mems();
567         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
568
569         if (online_page_callback == callback) {
570                 online_page_callback = generic_online_page;
571                 rc = 0;
572         }
573
574         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
575         put_online_mems();
576
577         return rc;
578 }
579 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
580
581 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
582 {
583         /*
584          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
585          * so we should map it first. This is better than introducing a special
586          * case in page freeing fast path.
587          */
588         debug_pagealloc_map_pages(page, 1 << order);
589         __free_pages_core(page, order);
590         totalram_pages_add(1UL << order);
591 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
592         if (PageHighMem(page))
593                 totalhigh_pages_add(1UL << order);
594 #endif
595 }
596 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
597
598 static void online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
599 {
600         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
601         unsigned long pfn;
602
603         /*
604          * Online the pages in MAX_ORDER - 1 aligned chunks. The callback might
605          * decide to not expose all pages to the buddy (e.g., expose them
606          * later). We account all pages as being online and belonging to this
607          * zone ("present").
608          * When using memmap_on_memory, the range might not be aligned to
609          * MAX_ORDER_NR_PAGES - 1, but pageblock aligned. __ffs() will detect
610          * this and the first chunk to online will be pageblock_nr_pages.
611          */
612         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn;) {
613                 int order = min(MAX_ORDER - 1UL, __ffs(pfn));
614
615                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
616                 pfn += (1UL << order);
617         }
618
619         /* mark all involved sections as online */
620         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
621 }
622
623 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
624 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
625         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
626 {
627         int nid = zone_to_nid(zone);
628
629         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
630         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
631         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
632
633         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
634                 arg->status_change_nid = nid;
635         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
636                 arg->status_change_nid_normal = nid;
637 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
638         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && !node_state(nid, N_HIGH_MEMORY))
639                 arg->status_change_nid_high = nid;
640 #endif
641 }
642
643 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
644 {
645         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
646                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
647
648         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
649                 node_set_state(node, N_HIGH_MEMORY);
650
651         if (arg->status_change_nid >= 0)
652                 node_set_state(node, N_MEMORY);
653 }
654
655 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
656                 unsigned long nr_pages)
657 {
658         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
659
660         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
661                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
662
663         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
664 }
665
666 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
667                                      unsigned long nr_pages)
668 {
669         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
670
671         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
672                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
673
674         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
675
676 }
677
678 static void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
679 {
680         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
681
682         ms->section_mem_map |= SECTION_TAINT_ZONE_DEVICE;
683 }
684
685 /*
686  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
687  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
688  * call, all affected pages are PG_reserved.
689  *
690  * All aligned pageblocks are initialized to the specified migratetype
691  * (usually MIGRATE_MOVABLE). Besides setting the migratetype, no related
692  * zone stats (e.g., nr_isolate_pageblock) are touched.
693  */
694 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
695                                   unsigned long nr_pages,
696                                   struct vmem_altmap *altmap, int migratetype)
697 {
698         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
699         int nid = pgdat->node_id;
700
701         clear_zone_contiguous(zone);
702
703         if (zone_is_empty(zone))
704                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
705         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
706         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
707
708         /*
709          * Subsection population requires care in pfn_to_online_page().
710          * Set the taint to enable the slow path detection of
711          * ZONE_DEVICE pages in an otherwise  ZONE_{NORMAL,MOVABLE}
712          * section.
713          */
714         if (zone_is_zone_device(zone)) {
715                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn, PAGES_PER_SECTION))
716                         section_taint_zone_device(start_pfn);
717                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION))
718                         section_taint_zone_device(start_pfn + nr_pages);
719         }
720
721         /*
722          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
723          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
724          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
725          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
726          */
727         memmap_init_range(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, 0,
728                          MEMINIT_HOTPLUG, altmap, migratetype);
729
730         set_zone_contiguous(zone);
731 }
732
733 struct auto_movable_stats {
734         unsigned long kernel_early_pages;
735         unsigned long movable_pages;
736 };
737
738 static void auto_movable_stats_account_zone(struct auto_movable_stats *stats,
739                                             struct zone *zone)
740 {
741         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
742                 stats->movable_pages += zone->present_pages;
743         } else {
744                 stats->kernel_early_pages += zone->present_early_pages;
745 #ifdef CONFIG_CMA
746                 /*
747                  * CMA pages (never on hotplugged memory) behave like
748                  * ZONE_MOVABLE.
749                  */
750                 stats->movable_pages += zone->cma_pages;
751                 stats->kernel_early_pages -= zone->cma_pages;
752 #endif /* CONFIG_CMA */
753         }
754 }
755 struct auto_movable_group_stats {
756         unsigned long movable_pages;
757         unsigned long req_kernel_early_pages;
758 };
759
760 static int auto_movable_stats_account_group(struct memory_group *group,
761                                            void *arg)
762 {
763         const int ratio = READ_ONCE(auto_movable_ratio);
764         struct auto_movable_group_stats *stats = arg;
765         long pages;
766
767         /*
768          * We don't support modifying the config while the auto-movable online
769          * policy is already enabled. Just avoid the division by zero below.
770          */
771         if (!ratio)
772                 return 0;
773
774         /*
775          * Calculate how many early kernel pages this group requires to
776          * satisfy the configured zone ratio.
777          */
778         pages = group->present_movable_pages * 100 / ratio;
779         pages -= group->present_kernel_pages;
780
781         if (pages > 0)
782                 stats->req_kernel_early_pages += pages;
783         stats->movable_pages += group->present_movable_pages;
784         return 0;
785 }
786
787 static bool auto_movable_can_online_movable(int nid, struct memory_group *group,
788                                             unsigned long nr_pages)
789 {
790         unsigned long kernel_early_pages, movable_pages;
791         struct auto_movable_group_stats group_stats = {};
792         struct auto_movable_stats stats = {};
793         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
794         struct zone *zone;
795         int i;
796
797         /* Walk all relevant zones and collect MOVABLE vs. KERNEL stats. */
798         if (nid == NUMA_NO_NODE) {
799                 /* TODO: cache values */
800                 for_each_populated_zone(zone)
801                         auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
802         } else {
803                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
804                         zone = pgdat->node_zones + i;
805                         if (populated_zone(zone))
806                                 auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
807                 }
808         }
809
810         kernel_early_pages = stats.kernel_early_pages;
811         movable_pages = stats.movable_pages;
812
813         /*
814          * Kernel memory inside dynamic memory group allows for more MOVABLE
815          * memory within the same group. Remove the effect of all but the
816          * current group from the stats.
817          */
818         walk_dynamic_memory_groups(nid, auto_movable_stats_account_group,
819                                    group, &group_stats);
820         if (kernel_early_pages <= group_stats.req_kernel_early_pages)
821                 return false;
822         kernel_early_pages -= group_stats.req_kernel_early_pages;
823         movable_pages -= group_stats.movable_pages;
824
825         if (group && group->is_dynamic)
826                 kernel_early_pages += group->present_kernel_pages;
827
828         /*
829          * Test if we could online the given number of pages to ZONE_MOVABLE
830          * and still stay in the configured ratio.
831          */
832         movable_pages += nr_pages;
833         return movable_pages <= (auto_movable_ratio * kernel_early_pages) / 100;
834 }
835
836 /*
837  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
838  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
839  * to the ZONE_NORMAL.
840  */
841 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
842                 unsigned long nr_pages)
843 {
844         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
845         int zid;
846
847         for (zid = 0; zid <= ZONE_NORMAL; zid++) {
848                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
849
850                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
851                         return zone;
852         }
853
854         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
855 }
856
857 /*
858  * Determine to which zone to online memory dynamically based on user
859  * configuration and system stats. We care about the following ratio:
860  *
861  *   MOVABLE : KERNEL
862  *
863  * Whereby MOVABLE is memory in ZONE_MOVABLE and KERNEL is memory in
864  * one of the kernel zones. CMA pages inside one of the kernel zones really
865  * behaves like ZONE_MOVABLE, so we treat them accordingly.
866  *
867  * We don't allow for hotplugged memory in a KERNEL zone to increase the
868  * amount of MOVABLE memory we can have, so we end up with:
869  *
870  *   MOVABLE : KERNEL_EARLY
871  *
872  * Whereby KERNEL_EARLY is memory in one of the kernel zones, available sinze
873  * boot. We base our calculation on KERNEL_EARLY internally, because:
874  *
875  * a) Hotplugged memory in one of the kernel zones can sometimes still get
876  *    hotunplugged, especially when hot(un)plugging individual memory blocks.
877  *    There is no coordination across memory devices, therefore "automatic"
878  *    hotunplugging, as implemented in hypervisors, could result in zone
879  *    imbalances.
880  * b) Early/boot memory in one of the kernel zones can usually not get
881  *    hotunplugged again (e.g., no firmware interface to unplug, fragmented
882  *    with unmovable allocations). While there are corner cases where it might
883  *    still work, it is barely relevant in practice.
884  *
885  * Exceptions are dynamic memory groups, which allow for more MOVABLE
886  * memory within the same memory group -- because in that case, there is
887  * coordination within the single memory device managed by a single driver.
888  *
889  * We rely on "present pages" instead of "managed pages", as the latter is
890  * highly unreliable and dynamic in virtualized environments, and does not
891  * consider boot time allocations. For example, memory ballooning adjusts the
892  * managed pages when inflating/deflating the balloon, and balloon compaction
893  * can even migrate inflated pages between zones.
894  *
895  * Using "present pages" is better but some things to keep in mind are:
896  *
897  * a) Some memblock allocations, such as for the crashkernel area, are
898  *    effectively unused by the kernel, yet they account to "present pages".
899  *    Fortunately, these allocations are comparatively small in relevant setups
900  *    (e.g., fraction of system memory).
901  * b) Some hotplugged memory blocks in virtualized environments, esecially
902  *    hotplugged by virtio-mem, look like they are completely present, however,
903  *    only parts of the memory block are actually currently usable.
904  *    "present pages" is an upper limit that can get reached at runtime. As
905  *    we base our calculations on KERNEL_EARLY, this is not an issue.
906  */
907 static struct zone *auto_movable_zone_for_pfn(int nid,
908                                               struct memory_group *group,
909                                               unsigned long pfn,
910                                               unsigned long nr_pages)
911 {
912         unsigned long online_pages = 0, max_pages, end_pfn;
913         struct page *page;
914
915         if (!auto_movable_ratio)
916                 goto kernel_zone;
917
918         if (group && !group->is_dynamic) {
919                 max_pages = group->s.max_pages;
920                 online_pages = group->present_movable_pages;
921
922                 /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
923                 if (group->present_kernel_pages)
924                         goto kernel_zone;
925         } else if (!group || group->d.unit_pages == nr_pages) {
926                 max_pages = nr_pages;
927         } else {
928                 max_pages = group->d.unit_pages;
929                 /*
930                  * Take a look at all online sections in the current unit.
931                  * We can safely assume that all pages within a section belong
932                  * to the same zone, because dynamic memory groups only deal
933                  * with hotplugged memory.
934                  */
935                 pfn = ALIGN_DOWN(pfn, group->d.unit_pages);
936                 end_pfn = pfn + group->d.unit_pages;
937                 for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
938                         page = pfn_to_online_page(pfn);
939                         if (!page)
940                                 continue;
941                         /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
942                         if (page_zonenum(page) != ZONE_MOVABLE)
943                                 goto kernel_zone;
944                         online_pages += PAGES_PER_SECTION;
945                 }
946         }
947
948         /*
949          * Online MOVABLE if we could *currently* online all remaining parts
950          * MOVABLE. We expect to (add+) online them immediately next, so if
951          * nobody interferes, all will be MOVABLE if possible.
952          */
953         nr_pages = max_pages - online_pages;
954         if (!auto_movable_can_online_movable(NUMA_NO_NODE, group, nr_pages))
955                 goto kernel_zone;
956
957 #ifdef CONFIG_NUMA
958         if (auto_movable_numa_aware &&
959             !auto_movable_can_online_movable(nid, group, nr_pages))
960                 goto kernel_zone;
961 #endif /* CONFIG_NUMA */
962
963         return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
964 kernel_zone:
965         return default_kernel_zone_for_pfn(nid, pfn, nr_pages);
966 }
967
968 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
969                 unsigned long nr_pages)
970 {
971         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
972                         nr_pages);
973         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
974         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
975         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
976
977         /*
978          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
979          * overlap in the given range
980          */
981         if (in_kernel ^ in_movable)
982                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
983
984         /*
985          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
986          * given range then we use movable zone only if movable_node is
987          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
988          */
989         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
990 }
991
992 struct zone *zone_for_pfn_range(int online_type, int nid,
993                 struct memory_group *group, unsigned long start_pfn,
994                 unsigned long nr_pages)
995 {
996         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
997                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
998
999         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
1000                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1001
1002         if (online_policy == ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE)
1003                 return auto_movable_zone_for_pfn(nid, group, start_pfn, nr_pages);
1004
1005         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
1006 }
1007
1008 /*
1009  * This function should only be called by memory_block_{online,offline},
1010  * and {online,offline}_pages.
1011  */
1012 void adjust_present_page_count(struct page *page, struct memory_group *group,
1013                                long nr_pages)
1014 {
1015         struct zone *zone = page_zone(page);
1016         const bool movable = zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE;
1017
1018         /*
1019          * We only support onlining/offlining/adding/removing of complete
1020          * memory blocks; therefore, either all is either early or hotplugged.
1021          */
1022         if (early_section(__pfn_to_section(page_to_pfn(page))))
1023                 zone->present_early_pages += nr_pages;
1024         zone->present_pages += nr_pages;
1025         zone->zone_pgdat->node_present_pages += nr_pages;
1026
1027         if (group && movable)
1028                 group->present_movable_pages += nr_pages;
1029         else if (group && !movable)
1030                 group->present_kernel_pages += nr_pages;
1031 }
1032
1033 int mhp_init_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1034                               struct zone *zone)
1035 {
1036         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1037         int ret;
1038
1039         ret = kasan_add_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1040         if (ret)
1041                 return ret;
1042
1043         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_UNMOVABLE);
1044
1045         /*
1046          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1047          * the case, mark those sections online here as otherwise they will be
1048          * left offline.
1049          */
1050         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1051                 online_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1052
1053         return ret;
1054 }
1055
1056 void mhp_deinit_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
1057 {
1058         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1059
1060         /*
1061          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1062          * the case, mark those sections offline here as otherwise they will be
1063          * left online.
1064          */
1065         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1066                 offline_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1067
1068         /*
1069          * The pages associated with this vmemmap have been offlined, so
1070          * we can reset its state here.
1071          */
1072         remove_pfn_range_from_zone(page_zone(pfn_to_page(pfn)), pfn, nr_pages);
1073         kasan_remove_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1074 }
1075
1076 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1077                        struct zone *zone, struct memory_group *group)
1078 {
1079         unsigned long flags;
1080         int need_zonelists_rebuild = 0;
1081         const int nid = zone_to_nid(zone);
1082         int ret;
1083         struct memory_notify arg;
1084
1085         /*
1086          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1087          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1088          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1089          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1090          * aligned.
1091          */
1092         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages ||
1093                          !IS_ALIGNED(pfn, pageblock_nr_pages) ||
1094                          !IS_ALIGNED(pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1095                 return -EINVAL;
1096
1097         mem_hotplug_begin();
1098
1099         /* associate pfn range with the zone */
1100         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_ISOLATE);
1101
1102         arg.start_pfn = pfn;
1103         arg.nr_pages = nr_pages;
1104         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
1105
1106         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
1107         ret = notifier_to_errno(ret);
1108         if (ret)
1109                 goto failed_addition;
1110
1111         /*
1112          * Fixup the number of isolated pageblocks before marking the sections
1113          * onlining, such that undo_isolate_page_range() works correctly.
1114          */
1115         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1116         zone->nr_isolate_pageblock += nr_pages / pageblock_nr_pages;
1117         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1118
1119         /*
1120          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
1121          * This means the page allocator ignores this zone.
1122          * So, zonelist must be updated after online.
1123          */
1124         if (!populated_zone(zone)) {
1125                 need_zonelists_rebuild = 1;
1126                 setup_zone_pageset(zone);
1127         }
1128
1129         online_pages_range(pfn, nr_pages);
1130         adjust_present_page_count(pfn_to_page(pfn), group, nr_pages);
1131
1132         node_states_set_node(nid, &arg);
1133         if (need_zonelists_rebuild)
1134                 build_all_zonelists(NULL);
1135
1136         /* Basic onlining is complete, allow allocation of onlined pages. */
1137         undo_isolate_page_range(pfn, pfn + nr_pages, MIGRATE_MOVABLE);
1138
1139         /*
1140          * Freshly onlined pages aren't shuffled (e.g., all pages are placed to
1141          * the tail of the freelist when undoing isolation). Shuffle the whole
1142          * zone to make sure the just onlined pages are properly distributed
1143          * across the whole freelist - to create an initial shuffle.
1144          */
1145         shuffle_zone(zone);
1146
1147         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1148         init_per_zone_wmark_min();
1149
1150         kswapd_run(nid);
1151         kcompactd_run(nid);
1152
1153         writeback_set_ratelimit();
1154
1155         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1156         mem_hotplug_done();
1157         return 0;
1158
1159 failed_addition:
1160         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1161                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
1162                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
1163         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
1164         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
1165         mem_hotplug_done();
1166         return ret;
1167 }
1168 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE */
1169
1170 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
1171 {
1172         struct zone *z;
1173
1174         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
1175                 z->present_pages = 0;
1176
1177         pgdat->node_present_pages = 0;
1178 }
1179
1180 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1181 static pg_data_t __ref *hotadd_new_pgdat(int nid)
1182 {
1183         struct pglist_data *pgdat;
1184
1185         pgdat = NODE_DATA(nid);
1186         if (!pgdat) {
1187                 pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1188                 if (!pgdat)
1189                         return NULL;
1190
1191                 pgdat->per_cpu_nodestats =
1192                         alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
1193                 arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1194         } else {
1195                 int cpu;
1196                 /*
1197                  * Reset the nr_zones, order and highest_zoneidx before reuse.
1198                  * Note that kswapd will init kswapd_highest_zoneidx properly
1199                  * when it starts in the near future.
1200                  */
1201                 pgdat->nr_zones = 0;
1202                 pgdat->kswapd_order = 0;
1203                 pgdat->kswapd_highest_zoneidx = 0;
1204                 for_each_online_cpu(cpu) {
1205                         struct per_cpu_nodestat *p;
1206
1207                         p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
1208                         memset(p, 0, sizeof(*p));
1209                 }
1210         }
1211
1212         /* we can use NODE_DATA(nid) from here */
1213         pgdat->node_id = nid;
1214         pgdat->node_start_pfn = 0;
1215
1216         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1217         free_area_init_core_hotplug(nid);
1218
1219         /*
1220          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1221          * to access not-initialized zonelist, build here.
1222          */
1223         build_all_zonelists(pgdat);
1224
1225         /*
1226          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1227          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1228          * online_pages() and offline_pages().
1229          */
1230         reset_node_managed_pages(pgdat);
1231         reset_node_present_pages(pgdat);
1232
1233         return pgdat;
1234 }
1235
1236 static void rollback_node_hotadd(int nid)
1237 {
1238         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1239
1240         arch_refresh_nodedata(nid, NULL);
1241         free_percpu(pgdat->per_cpu_nodestats);
1242         arch_free_nodedata(pgdat);
1243 }
1244
1245
1246 /*
1247  * __try_online_node - online a node if offlined
1248  * @nid: the node ID
1249  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1250  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1251  *
1252  * Returns:
1253  * 1 -> a new node has been allocated
1254  * 0 -> the node is already online
1255  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1256  */
1257 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
1258 {
1259         pg_data_t *pgdat;
1260         int ret = 1;
1261
1262         if (node_online(nid))
1263                 return 0;
1264
1265         pgdat = hotadd_new_pgdat(nid);
1266         if (!pgdat) {
1267                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1268                 ret = -ENOMEM;
1269                 goto out;
1270         }
1271
1272         if (set_node_online) {
1273                 node_set_online(nid);
1274                 ret = register_one_node(nid);
1275                 BUG_ON(ret);
1276         }
1277 out:
1278         return ret;
1279 }
1280
1281 /*
1282  * Users of this function always want to online/register the node
1283  */
1284 int try_online_node(int nid)
1285 {
1286         int ret;
1287
1288         mem_hotplug_begin();
1289         ret =  __try_online_node(nid, true);
1290         mem_hotplug_done();
1291         return ret;
1292 }
1293
1294 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1295 {
1296         /* memory range must be block size aligned */
1297         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1298             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1299                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1300                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1301                 return -EINVAL;
1302         }
1303
1304         return 0;
1305 }
1306
1307 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1308 {
1309         mem->online_type = mhp_default_online_type;
1310         return device_online(&mem->dev);
1311 }
1312
1313 bool mhp_supports_memmap_on_memory(unsigned long size)
1314 {
1315         unsigned long nr_vmemmap_pages = size / PAGE_SIZE;
1316         unsigned long vmemmap_size = nr_vmemmap_pages * sizeof(struct page);
1317         unsigned long remaining_size = size - vmemmap_size;
1318
1319         /*
1320          * Besides having arch support and the feature enabled at runtime, we
1321          * need a few more assumptions to hold true:
1322          *
1323          * a) We span a single memory block: memory onlining/offlinin;g happens
1324          *    in memory block granularity. We don't want the vmemmap of online
1325          *    memory blocks to reside on offline memory blocks. In the future,
1326          *    we might want to support variable-sized memory blocks to make the
1327          *    feature more versatile.
1328          *
1329          * b) The vmemmap pages span complete PMDs: We don't want vmemmap code
1330          *    to populate memory from the altmap for unrelated parts (i.e.,
1331          *    other memory blocks)
1332          *
1333          * c) The vmemmap pages (and thereby the pages that will be exposed to
1334          *    the buddy) have to cover full pageblocks: memory onlining/offlining
1335          *    code requires applicable ranges to be page-aligned, for example, to
1336          *    set the migratetypes properly.
1337          *
1338          * TODO: Although we have a check here to make sure that vmemmap pages
1339          *       fully populate a PMD, it is not the right place to check for
1340          *       this. A much better solution involves improving vmemmap code
1341          *       to fallback to base pages when trying to populate vmemmap using
1342          *       altmap as an alternative source of memory, and we do not exactly
1343          *       populate a single PMD.
1344          */
1345         return memmap_on_memory &&
1346                !hugetlb_free_vmemmap_enabled &&
1347                IS_ENABLED(CONFIG_MHP_MEMMAP_ON_MEMORY) &&
1348                size == memory_block_size_bytes() &&
1349                IS_ALIGNED(vmemmap_size, PMD_SIZE) &&
1350                IS_ALIGNED(remaining_size, (pageblock_nr_pages << PAGE_SHIFT));
1351 }
1352
1353 /*
1354  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1355  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1356  *
1357  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1358  */
1359 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, mhp_t mhp_flags)
1360 {
1361         struct mhp_params params = { .pgprot = pgprot_mhp(PAGE_KERNEL) };
1362         struct vmem_altmap mhp_altmap = {};
1363         struct memory_group *group = NULL;
1364         u64 start, size;
1365         bool new_node = false;
1366         int ret;
1367
1368         start = res->start;
1369         size = resource_size(res);
1370
1371         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1372         if (ret)
1373                 return ret;
1374
1375         if (mhp_flags & MHP_NID_IS_MGID) {
1376                 group = memory_group_find_by_id(nid);
1377                 if (!group)
1378                         return -EINVAL;
1379                 nid = group->nid;
1380         }
1381
1382         if (!node_possible(nid)) {
1383                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1384                 return -EINVAL;
1385         }
1386
1387         mem_hotplug_begin();
1388
1389         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1390                 memblock_add_node(start, size, nid);
1391
1392         ret = __try_online_node(nid, false);
1393         if (ret < 0)
1394                 goto error;
1395         new_node = ret;
1396
1397         /*
1398          * Self hosted memmap array
1399          */
1400         if (mhp_flags & MHP_MEMMAP_ON_MEMORY) {
1401                 if (!mhp_supports_memmap_on_memory(size)) {
1402                         ret = -EINVAL;
1403                         goto error;
1404                 }
1405                 mhp_altmap.free = PHYS_PFN(size);
1406                 mhp_altmap.base_pfn = PHYS_PFN(start);
1407                 params.altmap = &mhp_altmap;
1408         }
1409
1410         /* call arch's memory hotadd */
1411         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1412         if (ret < 0)
1413                 goto error;
1414
1415         /* create memory block devices after memory was added */
1416         ret = create_memory_block_devices(start, size, mhp_altmap.alloc,
1417                                           group);
1418         if (ret) {
1419                 arch_remove_memory(start, size, NULL);
1420                 goto error;
1421         }
1422
1423         if (new_node) {
1424                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1425                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1426                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1427                  * We online node here. We can't roll back from here.
1428                  */
1429                 node_set_online(nid);
1430                 ret = __register_one_node(nid);
1431                 BUG_ON(ret);
1432         }
1433
1434         /* link memory sections under this node.*/
1435         link_mem_sections(nid, PFN_DOWN(start), PFN_UP(start + size - 1),
1436                           MEMINIT_HOTPLUG);
1437
1438         /* create new memmap entry */
1439         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1440                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1441
1442         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1443         mem_hotplug_done();
1444
1445         /*
1446          * In case we're allowed to merge the resource, flag it and trigger
1447          * merging now that adding succeeded.
1448          */
1449         if (mhp_flags & MHP_MERGE_RESOURCE)
1450                 merge_system_ram_resource(res);
1451
1452         /* online pages if requested */
1453         if (mhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1454                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1455
1456         return ret;
1457 error:
1458         /* rollback pgdat allocation and others */
1459         if (new_node)
1460                 rollback_node_hotadd(nid);
1461         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1462                 memblock_remove(start, size);
1463         mem_hotplug_done();
1464         return ret;
1465 }
1466
1467 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1468 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1469 {
1470         struct resource *res;
1471         int ret;
1472
1473         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1474         if (IS_ERR(res))
1475                 return PTR_ERR(res);
1476
1477         ret = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1478         if (ret < 0)
1479                 release_memory_resource(res);
1480         return ret;
1481 }
1482
1483 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1484 {
1485         int rc;
1486
1487         lock_device_hotplug();
1488         rc = __add_memory(nid, start, size, mhp_flags);
1489         unlock_device_hotplug();
1490
1491         return rc;
1492 }
1493 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1494
1495 /*
1496  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1497  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1498  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1499  * after a reboot, and after kexec.
1500  *
1501  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1502  * kexec kernel or for placing kexec images:
1503  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1504  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1505  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1506  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1507  *
1508  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1509  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1510  * with IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1511  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1512  *
1513  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1514  * "System RAM ($DRIVER)".
1515  */
1516 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1517                               const char *resource_name, mhp_t mhp_flags)
1518 {
1519         struct resource *res;
1520         int rc;
1521
1522         if (!resource_name ||
1523             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1524             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1525                 return -EINVAL;
1526
1527         lock_device_hotplug();
1528
1529         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1530         if (IS_ERR(res)) {
1531                 rc = PTR_ERR(res);
1532                 goto out_unlock;
1533         }
1534
1535         rc = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1536         if (rc < 0)
1537                 release_memory_resource(res);
1538
1539 out_unlock:
1540         unlock_device_hotplug();
1541         return rc;
1542 }
1543 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1544
1545 /*
1546  * Platforms should define arch_get_mappable_range() that provides
1547  * maximum possible addressable physical memory range for which the
1548  * linear mapping could be created. The platform returned address
1549  * range must adhere to these following semantics.
1550  *
1551  * - range.start <= range.end
1552  * - Range includes both end points [range.start..range.end]
1553  *
1554  * There is also a fallback definition provided here, allowing the
1555  * entire possible physical address range in case any platform does
1556  * not define arch_get_mappable_range().
1557  */
1558 struct range __weak arch_get_mappable_range(void)
1559 {
1560         struct range mhp_range = {
1561                 .start = 0UL,
1562                 .end = -1ULL,
1563         };
1564         return mhp_range;
1565 }
1566
1567 struct range mhp_get_pluggable_range(bool need_mapping)
1568 {
1569         const u64 max_phys = (1ULL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1;
1570         struct range mhp_range;
1571
1572         if (need_mapping) {
1573                 mhp_range = arch_get_mappable_range();
1574                 if (mhp_range.start > max_phys) {
1575                         mhp_range.start = 0;
1576                         mhp_range.end = 0;
1577                 }
1578                 mhp_range.end = min_t(u64, mhp_range.end, max_phys);
1579         } else {
1580                 mhp_range.start = 0;
1581                 mhp_range.end = max_phys;
1582         }
1583         return mhp_range;
1584 }
1585 EXPORT_SYMBOL_GPL(mhp_get_pluggable_range);
1586
1587 bool mhp_range_allowed(u64 start, u64 size, bool need_mapping)
1588 {
1589         struct range mhp_range = mhp_get_pluggable_range(need_mapping);
1590         u64 end = start + size;
1591
1592         if (start < end && start >= mhp_range.start && (end - 1) <= mhp_range.end)
1593                 return true;
1594
1595         pr_warn("Hotplug memory [%#llx-%#llx] exceeds maximum addressable range [%#llx-%#llx]\n",
1596                 start, end, mhp_range.start, mhp_range.end);
1597         return false;
1598 }
1599
1600 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1601 /*
1602  * Confirm all pages in a range [start, end) belong to the same zone (skipping
1603  * memory holes). When true, return the zone.
1604  */
1605 struct zone *test_pages_in_a_zone(unsigned long start_pfn,
1606                                   unsigned long end_pfn)
1607 {
1608         unsigned long pfn, sec_end_pfn;
1609         struct zone *zone = NULL;
1610         struct page *page;
1611
1612         for (pfn = start_pfn, sec_end_pfn = SECTION_ALIGN_UP(start_pfn + 1);
1613              pfn < end_pfn;
1614              pfn = sec_end_pfn, sec_end_pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1615                 /* Make sure the memory section is present first */
1616                 if (!present_section_nr(pfn_to_section_nr(pfn)))
1617                         continue;
1618                 for (; pfn < sec_end_pfn && pfn < end_pfn;
1619                      pfn += MAX_ORDER_NR_PAGES) {
1620                         /* Check if we got outside of the zone */
1621                         if (zone && !zone_spans_pfn(zone, pfn))
1622                                 return NULL;
1623                         page = pfn_to_page(pfn);
1624                         if (zone && page_zone(page) != zone)
1625                                 return NULL;
1626                         zone = page_zone(page);
1627                 }
1628         }
1629
1630         return zone;
1631 }
1632
1633 /*
1634  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1635  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1636  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1637  * definitely unmovable pages.
1638  *
1639  * Returns:
1640  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1641  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1642  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1643  */
1644 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1645                               unsigned long *movable_pfn)
1646 {
1647         unsigned long pfn;
1648
1649         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1650                 struct page *page, *head;
1651                 unsigned long skip;
1652
1653                 if (!pfn_valid(pfn))
1654                         continue;
1655                 page = pfn_to_page(pfn);
1656                 if (PageLRU(page))
1657                         goto found;
1658                 if (__PageMovable(page))
1659                         goto found;
1660
1661                 /*
1662                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1663                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1664                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1665                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1666                  */
1667                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1668                         return -EBUSY;
1669
1670                 if (!PageHuge(page))
1671                         continue;
1672                 head = compound_head(page);
1673                 /*
1674                  * This test is racy as we hold no reference or lock.  The
1675                  * hugetlb page could have been free'ed and head is no longer
1676                  * a hugetlb page before the following check.  In such unlikely
1677                  * cases false positives and negatives are possible.  Calling
1678                  * code must deal with these scenarios.
1679                  */
1680                 if (HPageMigratable(head))
1681                         goto found;
1682                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1683                 pfn += skip - 1;
1684         }
1685         return -ENOENT;
1686 found:
1687         *movable_pfn = pfn;
1688         return 0;
1689 }
1690
1691 static int
1692 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1693 {
1694         unsigned long pfn;
1695         struct page *page, *head;
1696         int ret = 0;
1697         LIST_HEAD(source);
1698         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(migrate_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1699                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1700
1701         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1702                 if (!pfn_valid(pfn))
1703                         continue;
1704                 page = pfn_to_page(pfn);
1705                 head = compound_head(page);
1706
1707                 if (PageHuge(page)) {
1708                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1709                         isolate_huge_page(head, &source);
1710                         continue;
1711                 } else if (PageTransHuge(page))
1712                         pfn = page_to_pfn(head) + thp_nr_pages(page) - 1;
1713
1714                 /*
1715                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1716                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1717                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1718                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1719                  * the unmap as the catch all safety net).
1720                  */
1721                 if (PageHWPoison(page)) {
1722                         if (WARN_ON(PageLRU(page)))
1723                                 isolate_lru_page(page);
1724                         if (page_mapped(page))
1725                                 try_to_unmap(page, TTU_IGNORE_MLOCK);
1726                         continue;
1727                 }
1728
1729                 if (!get_page_unless_zero(page))
1730                         continue;
1731                 /*
1732                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1733                  * LRU and non-lru movable pages.
1734                  */
1735                 if (PageLRU(page))
1736                         ret = isolate_lru_page(page);
1737                 else
1738                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1739                 if (!ret) { /* Success */
1740                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1741                         if (!__PageMovable(page))
1742                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1743                                                     page_is_file_lru(page));
1744
1745                 } else {
1746                         if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1747                                 pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1748                                 dump_page(page, "isolation failed");
1749                         }
1750                 }
1751                 put_page(page);
1752         }
1753         if (!list_empty(&source)) {
1754                 nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1755                 struct migration_target_control mtc = {
1756                         .nmask = &nmask,
1757                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1758                 };
1759
1760                 /*
1761                  * We have checked that migration range is on a single zone so
1762                  * we can use the nid of the first page to all the others.
1763                  */
1764                 mtc.nid = page_to_nid(list_first_entry(&source, struct page, lru));
1765
1766                 /*
1767                  * try to allocate from a different node but reuse this node
1768                  * if there are no other online nodes to be used (e.g. we are
1769                  * offlining a part of the only existing node)
1770                  */
1771                 node_clear(mtc.nid, nmask);
1772                 if (nodes_empty(nmask))
1773                         node_set(mtc.nid, nmask);
1774                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migration_target, NULL,
1775                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG);
1776                 if (ret) {
1777                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1778                                 if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1779                                         pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d\n",
1780                                                 page_to_pfn(page), ret);
1781                                         dump_page(page, "migration failure");
1782                                 }
1783                         }
1784                         putback_movable_pages(&source);
1785                 }
1786         }
1787
1788         return ret;
1789 }
1790
1791 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1792 {
1793         movable_node_enabled = true;
1794         return 0;
1795 }
1796 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1797
1798 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1799 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1800                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1801 {
1802         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1803         unsigned long present_pages = 0;
1804         enum zone_type zt;
1805
1806         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1807         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1808         arg->status_change_nid_high = NUMA_NO_NODE;
1809
1810         /*
1811          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1812          * If the memory to be offline is within the range
1813          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1814          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1815          * thus we can determine that we need to clear the node from
1816          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1817          */
1818         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1819                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1820         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1821                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1822
1823 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1824         /*
1825          * node_states[N_HIGH_MEMORY] contains nodes which
1826          * have normal memory or high memory.
1827          * Here we add the present_pages belonging to ZONE_HIGHMEM.
1828          * If the zone is within the range of [0..ZONE_HIGHMEM), and
1829          * we determine that the zones in that range become empty,
1830          * we need to clear the node for N_HIGH_MEMORY.
1831          */
1832         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_HIGHMEM].present_pages;
1833         if (zone_idx(zone) <= ZONE_HIGHMEM && nr_pages >= present_pages)
1834                 arg->status_change_nid_high = zone_to_nid(zone);
1835 #endif
1836
1837         /*
1838          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL), and
1839          * in case of CONFIG_HIGHMEM the pages from ZONE_HIGHMEM
1840          * as well.
1841          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1842          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1843          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1844          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1845          * it for N_MEMORY as well.
1846          */
1847         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1848
1849         if (nr_pages >= present_pages)
1850                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1851 }
1852
1853 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1854 {
1855         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1856                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1857
1858         if (arg->status_change_nid_high >= 0)
1859                 node_clear_state(node, N_HIGH_MEMORY);
1860
1861         if (arg->status_change_nid >= 0)
1862                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1863 }
1864
1865 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1866                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1867 {
1868         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1869
1870         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1871         return 0;
1872 }
1873
1874 int __ref offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1875                         struct memory_group *group)
1876 {
1877         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
1878         unsigned long pfn, system_ram_pages = 0;
1879         unsigned long flags;
1880         struct zone *zone;
1881         struct memory_notify arg;
1882         int ret, node;
1883         char *reason;
1884
1885         /*
1886          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1887          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1888          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1889          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1890          * aligned.
1891          */
1892         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages ||
1893                          !IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages) ||
1894                          !IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1895                 return -EINVAL;
1896
1897         mem_hotplug_begin();
1898
1899         /*
1900          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1901          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1902          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1903          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1904          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1905          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1906          */
1907         walk_system_ram_range(start_pfn, nr_pages, &system_ram_pages,
1908                               count_system_ram_pages_cb);
1909         if (system_ram_pages != nr_pages) {
1910                 ret = -EINVAL;
1911                 reason = "memory holes";
1912                 goto failed_removal;
1913         }
1914
1915         /* This makes hotplug much easier...and readable.
1916            we assume this for now. .*/
1917         zone = test_pages_in_a_zone(start_pfn, end_pfn);
1918         if (!zone) {
1919                 ret = -EINVAL;
1920                 reason = "multizone range";
1921                 goto failed_removal;
1922         }
1923         node = zone_to_nid(zone);
1924
1925         /*
1926          * Disable pcplists so that page isolation cannot race with freeing
1927          * in a way that pages from isolated pageblock are left on pcplists.
1928          */
1929         zone_pcp_disable(zone);
1930         lru_cache_disable();
1931
1932         /* set above range as isolated */
1933         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1934                                        MIGRATE_MOVABLE,
1935                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE);
1936         if (ret) {
1937                 reason = "failure to isolate range";
1938                 goto failed_removal_pcplists_disabled;
1939         }
1940
1941         arg.start_pfn = start_pfn;
1942         arg.nr_pages = nr_pages;
1943         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1944
1945         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1946         ret = notifier_to_errno(ret);
1947         if (ret) {
1948                 reason = "notifier failure";
1949                 goto failed_removal_isolated;
1950         }
1951
1952         do {
1953                 pfn = start_pfn;
1954                 do {
1955                         if (signal_pending(current)) {
1956                                 ret = -EINTR;
1957                                 reason = "signal backoff";
1958                                 goto failed_removal_isolated;
1959                         }
1960
1961                         cond_resched();
1962
1963                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
1964                         if (!ret) {
1965                                 /*
1966                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1967                                  * out
1968                                  */
1969                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1970                         }
1971                 } while (!ret);
1972
1973                 if (ret != -ENOENT) {
1974                         reason = "unmovable page";
1975                         goto failed_removal_isolated;
1976                 }
1977
1978                 /*
1979                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1980                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1981                  * counting consistent.
1982                  */
1983                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1984                 if (ret) {
1985                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1986                         goto failed_removal_isolated;
1987                 }
1988
1989                 ret = test_pages_isolated(start_pfn, end_pfn, MEMORY_OFFLINE);
1990
1991         } while (ret);
1992
1993         /* Mark all sections offline and remove free pages from the buddy. */
1994         __offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1995         pr_debug("Offlined Pages %ld\n", nr_pages);
1996
1997         /*
1998          * The memory sections are marked offline, and the pageblock flags
1999          * effectively stale; nobody should be touching them. Fixup the number
2000          * of isolated pageblocks, memory onlining will properly revert this.
2001          */
2002         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2003         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_pages / pageblock_nr_pages;
2004         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2005
2006         lru_cache_enable();
2007         zone_pcp_enable(zone);
2008
2009         /* removal success */
2010         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -nr_pages);
2011         adjust_present_page_count(pfn_to_page(start_pfn), group, -nr_pages);
2012
2013         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
2014         init_per_zone_wmark_min();
2015
2016         if (!populated_zone(zone)) {
2017                 zone_pcp_reset(zone);
2018                 build_all_zonelists(NULL);
2019         }
2020
2021         node_states_clear_node(node, &arg);
2022         if (arg.status_change_nid >= 0) {
2023                 kswapd_stop(node);
2024                 kcompactd_stop(node);
2025         }
2026
2027         writeback_set_ratelimit();
2028
2029         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
2030         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
2031         mem_hotplug_done();
2032         return 0;
2033
2034 failed_removal_isolated:
2035         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
2036         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
2037 failed_removal_pcplists_disabled:
2038         lru_cache_enable();
2039         zone_pcp_enable(zone);
2040 failed_removal:
2041         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
2042                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
2043                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
2044                  reason);
2045         /* pushback to free area */
2046         mem_hotplug_done();
2047         return ret;
2048 }
2049
2050 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2051 {
2052         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
2053         int *nid = arg;
2054
2055         *nid = mem->nid;
2056         if (unlikely(ret)) {
2057                 phys_addr_t beginpa, endpa;
2058
2059                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2060                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
2061                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
2062                         &beginpa, &endpa);
2063
2064                 return -EBUSY;
2065         }
2066         return 0;
2067 }
2068
2069 static int get_nr_vmemmap_pages_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2070 {
2071         /*
2072          * If not set, continue with the next block.
2073          */
2074         return mem->nr_vmemmap_pages;
2075 }
2076
2077 static int check_cpu_on_node(pg_data_t *pgdat)
2078 {
2079         int cpu;
2080
2081         for_each_present_cpu(cpu) {
2082                 if (cpu_to_node(cpu) == pgdat->node_id)
2083                         /*
2084                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
2085                          * offline this node.
2086                          */
2087                         return -EBUSY;
2088         }
2089
2090         return 0;
2091 }
2092
2093 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2094 {
2095         int nid = *(int *)arg;
2096
2097         /*
2098          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
2099          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
2100          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
2101          */
2102         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
2103 }
2104
2105 /**
2106  * try_offline_node
2107  * @nid: the node ID
2108  *
2109  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
2110  *
2111  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2112  * and online/offline operations before this call.
2113  */
2114 void try_offline_node(int nid)
2115 {
2116         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
2117         int rc;
2118
2119         /*
2120          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
2121          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
2122          * e.g., after the memory block was onlined.
2123          */
2124         if (pgdat->node_spanned_pages)
2125                 return;
2126
2127         /*
2128          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
2129          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
2130          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
2131          */
2132         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
2133         if (rc)
2134                 return;
2135
2136         if (check_cpu_on_node(pgdat))
2137                 return;
2138
2139         /*
2140          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
2141          * node now.
2142          */
2143         node_set_offline(nid);
2144         unregister_one_node(nid);
2145 }
2146 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
2147
2148 static int __ref try_remove_memory(u64 start, u64 size)
2149 {
2150         struct vmem_altmap mhp_altmap = {};
2151         struct vmem_altmap *altmap = NULL;
2152         unsigned long nr_vmemmap_pages;
2153         int rc = 0, nid = NUMA_NO_NODE;
2154
2155         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
2156
2157         /*
2158          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
2159          * whether all memory blocks in question are offline and return error
2160          * if this is not the case.
2161          *
2162          * While at it, determine the nid. Note that if we'd have mixed nodes,
2163          * we'd only try to offline the last determined one -- which is good
2164          * enough for the cases we care about.
2165          */
2166         rc = walk_memory_blocks(start, size, &nid, check_memblock_offlined_cb);
2167         if (rc)
2168                 return rc;
2169
2170         /*
2171          * We only support removing memory added with MHP_MEMMAP_ON_MEMORY in
2172          * the same granularity it was added - a single memory block.
2173          */
2174         if (memmap_on_memory) {
2175                 nr_vmemmap_pages = walk_memory_blocks(start, size, NULL,
2176                                                       get_nr_vmemmap_pages_cb);
2177                 if (nr_vmemmap_pages) {
2178                         if (size != memory_block_size_bytes()) {
2179                                 pr_warn("Refuse to remove %#llx - %#llx,"
2180                                         "wrong granularity\n",
2181                                         start, start + size);
2182                                 return -EINVAL;
2183                         }
2184
2185                         /*
2186                          * Let remove_pmd_table->free_hugepage_table do the
2187                          * right thing if we used vmem_altmap when hot-adding
2188                          * the range.
2189                          */
2190                         mhp_altmap.alloc = nr_vmemmap_pages;
2191                         altmap = &mhp_altmap;
2192                 }
2193         }
2194
2195         /* remove memmap entry */
2196         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
2197
2198         /*
2199          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
2200          * a barrier against racing online attempts.
2201          */
2202         remove_memory_block_devices(start, size);
2203
2204         mem_hotplug_begin();
2205
2206         arch_remove_memory(start, size, altmap);
2207
2208         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
2209                 memblock_free(start, size);
2210                 memblock_remove(start, size);
2211         }
2212
2213         release_mem_region_adjustable(start, size);
2214
2215         if (nid != NUMA_NO_NODE)
2216                 try_offline_node(nid);
2217
2218         mem_hotplug_done();
2219         return 0;
2220 }
2221
2222 /**
2223  * __remove_memory - Remove memory if every memory block is offline
2224  * @start: physical address of the region to remove
2225  * @size: size of the region to remove
2226  *
2227  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2228  * and online/offline operations before this call, as required by
2229  * try_offline_node().
2230  */
2231 void __remove_memory(u64 start, u64 size)
2232 {
2233
2234         /*
2235          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
2236          * function
2237          */
2238         if (try_remove_memory(start, size))
2239                 BUG();
2240 }
2241
2242 /*
2243  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
2244  * some memory is not offline
2245  */
2246 int remove_memory(u64 start, u64 size)
2247 {
2248         int rc;
2249
2250         lock_device_hotplug();
2251         rc = try_remove_memory(start, size);
2252         unlock_device_hotplug();
2253
2254         return rc;
2255 }
2256 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
2257
2258 static int try_offline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2259 {
2260         uint8_t online_type = MMOP_ONLINE_KERNEL;
2261         uint8_t **online_types = arg;
2262         struct page *page;
2263         int rc;
2264
2265         /*
2266          * Sense the online_type via the zone of the memory block. Offlining
2267          * with multiple zones within one memory block will be rejected
2268          * by offlining code ... so we don't care about that.
2269          */
2270         page = pfn_to_online_page(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2271         if (page && zone_idx(page_zone(page)) == ZONE_MOVABLE)
2272                 online_type = MMOP_ONLINE_MOVABLE;
2273
2274         rc = device_offline(&mem->dev);
2275         /*
2276          * Default is MMOP_OFFLINE - change it only if offlining succeeded,
2277          * so try_reonline_memory_block() can do the right thing.
2278          */
2279         if (!rc)
2280                 **online_types = online_type;
2281
2282         (*online_types)++;
2283         /* Ignore if already offline. */
2284         return rc < 0 ? rc : 0;
2285 }
2286
2287 static int try_reonline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2288 {
2289         uint8_t **online_types = arg;
2290         int rc;
2291
2292         if (**online_types != MMOP_OFFLINE) {
2293                 mem->online_type = **online_types;
2294                 rc = device_online(&mem->dev);
2295                 if (rc < 0)
2296                         pr_warn("%s: Failed to re-online memory: %d",
2297                                 __func__, rc);
2298         }
2299
2300         /* Continue processing all remaining memory blocks. */
2301         (*online_types)++;
2302         return 0;
2303 }
2304
2305 /*
2306  * Try to offline and remove memory. Might take a long time to finish in case
2307  * memory is still in use. Primarily useful for memory devices that logically
2308  * unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to offline + remove
2309  * that memory.
2310  */
2311 int offline_and_remove_memory(u64 start, u64 size)
2312 {
2313         const unsigned long mb_count = size / memory_block_size_bytes();
2314         uint8_t *online_types, *tmp;
2315         int rc;
2316
2317         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
2318             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes()) || !size)
2319                 return -EINVAL;
2320
2321         /*
2322          * We'll remember the old online type of each memory block, so we can
2323          * try to revert whatever we did when offlining one memory block fails
2324          * after offlining some others succeeded.
2325          */
2326         online_types = kmalloc_array(mb_count, sizeof(*online_types),
2327                                      GFP_KERNEL);
2328         if (!online_types)
2329                 return -ENOMEM;
2330         /*
2331          * Initialize all states to MMOP_OFFLINE, so when we abort processing in
2332          * try_offline_memory_block(), we'll skip all unprocessed blocks in
2333          * try_reonline_memory_block().
2334          */
2335         memset(online_types, MMOP_OFFLINE, mb_count);
2336
2337         lock_device_hotplug();
2338
2339         tmp = online_types;
2340         rc = walk_memory_blocks(start, size, &tmp, try_offline_memory_block);
2341
2342         /*
2343          * In case we succeeded to offline all memory, remove it.
2344          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
2345          */
2346         if (!rc) {
2347                 rc = try_remove_memory(start, size);
2348                 if (rc)
2349                         pr_err("%s: Failed to remove memory: %d", __func__, rc);
2350         }
2351
2352         /*
2353          * Rollback what we did. While memory onlining might theoretically fail
2354          * (nacked by a notifier), it barely ever happens.
2355          */
2356         if (rc) {
2357                 tmp = online_types;
2358                 walk_memory_blocks(start, size, &tmp,
2359                                    try_reonline_memory_block);
2360         }
2361         unlock_device_hotplug();
2362
2363         kfree(online_types);
2364         return rc;
2365 }
2366 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
2367 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */