Linux 6.9-rc1
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memory_hotplug.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
4  *
5  *  Copyright (C)
6  */
7
8 #include <linux/stddef.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/sched/signal.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/export.h>
16 #include <linux/writeback.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/sysctl.h>
19 #include <linux/cpu.h>
20 #include <linux/memory.h>
21 #include <linux/memremap.h>
22 #include <linux/memory_hotplug.h>
23 #include <linux/vmalloc.h>
24 #include <linux/ioport.h>
25 #include <linux/delay.h>
26 #include <linux/migrate.h>
27 #include <linux/page-isolation.h>
28 #include <linux/pfn.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/mm_inline.h>
31 #include <linux/firmware-map.h>
32 #include <linux/stop_machine.h>
33 #include <linux/hugetlb.h>
34 #include <linux/memblock.h>
35 #include <linux/compaction.h>
36 #include <linux/rmap.h>
37 #include <linux/module.h>
38
39 #include <asm/tlbflush.h>
40
41 #include "internal.h"
42 #include "shuffle.h"
43
44 enum {
45         MEMMAP_ON_MEMORY_DISABLE = 0,
46         MEMMAP_ON_MEMORY_ENABLE,
47         MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE,
48 };
49
50 static int memmap_mode __read_mostly = MEMMAP_ON_MEMORY_DISABLE;
51
52 static inline unsigned long memory_block_memmap_size(void)
53 {
54         return PHYS_PFN(memory_block_size_bytes()) * sizeof(struct page);
55 }
56
57 static inline unsigned long memory_block_memmap_on_memory_pages(void)
58 {
59         unsigned long nr_pages = PFN_UP(memory_block_memmap_size());
60
61         /*
62          * In "forced" memmap_on_memory mode, we add extra pages to align the
63          * vmemmap size to cover full pageblocks. That way, we can add memory
64          * even if the vmemmap size is not properly aligned, however, we might waste
65          * memory.
66          */
67         if (memmap_mode == MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE)
68                 return pageblock_align(nr_pages);
69         return nr_pages;
70 }
71
72 #ifdef CONFIG_MHP_MEMMAP_ON_MEMORY
73 /*
74  * memory_hotplug.memmap_on_memory parameter
75  */
76 static int set_memmap_mode(const char *val, const struct kernel_param *kp)
77 {
78         int ret, mode;
79         bool enabled;
80
81         if (sysfs_streq(val, "force") ||  sysfs_streq(val, "FORCE")) {
82                 mode = MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE;
83         } else {
84                 ret = kstrtobool(val, &enabled);
85                 if (ret < 0)
86                         return ret;
87                 if (enabled)
88                         mode = MEMMAP_ON_MEMORY_ENABLE;
89                 else
90                         mode = MEMMAP_ON_MEMORY_DISABLE;
91         }
92         *((int *)kp->arg) = mode;
93         if (mode == MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE) {
94                 unsigned long memmap_pages = memory_block_memmap_on_memory_pages();
95
96                 pr_info_once("Memory hotplug will waste %ld pages in each memory block\n",
97                              memmap_pages - PFN_UP(memory_block_memmap_size()));
98         }
99         return 0;
100 }
101
102 static int get_memmap_mode(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
103 {
104         int mode = *((int *)kp->arg);
105
106         if (mode == MEMMAP_ON_MEMORY_FORCE)
107                 return sprintf(buffer, "force\n");
108         return sprintf(buffer, "%c\n", mode ? 'Y' : 'N');
109 }
110
111 static const struct kernel_param_ops memmap_mode_ops = {
112         .set = set_memmap_mode,
113         .get = get_memmap_mode,
114 };
115 module_param_cb(memmap_on_memory, &memmap_mode_ops, &memmap_mode, 0444);
116 MODULE_PARM_DESC(memmap_on_memory, "Enable memmap on memory for memory hotplug\n"
117                  "With value \"force\" it could result in memory wastage due "
118                  "to memmap size limitations (Y/N/force)");
119
120 static inline bool mhp_memmap_on_memory(void)
121 {
122         return memmap_mode != MEMMAP_ON_MEMORY_DISABLE;
123 }
124 #else
125 static inline bool mhp_memmap_on_memory(void)
126 {
127         return false;
128 }
129 #endif
130
131 enum {
132         ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES = 0,
133         ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE,
134 };
135
136 static const char * const online_policy_to_str[] = {
137         [ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES] = "contig-zones",
138         [ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE] = "auto-movable",
139 };
140
141 static int set_online_policy(const char *val, const struct kernel_param *kp)
142 {
143         int ret = sysfs_match_string(online_policy_to_str, val);
144
145         if (ret < 0)
146                 return ret;
147         *((int *)kp->arg) = ret;
148         return 0;
149 }
150
151 static int get_online_policy(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
152 {
153         return sprintf(buffer, "%s\n", online_policy_to_str[*((int *)kp->arg)]);
154 }
155
156 /*
157  * memory_hotplug.online_policy: configure online behavior when onlining without
158  * specifying a zone (MMOP_ONLINE)
159  *
160  * "contig-zones": keep zone contiguous
161  * "auto-movable": online memory to ZONE_MOVABLE if the configuration
162  *                 (auto_movable_ratio, auto_movable_numa_aware) allows for it
163  */
164 static int online_policy __read_mostly = ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES;
165 static const struct kernel_param_ops online_policy_ops = {
166         .set = set_online_policy,
167         .get = get_online_policy,
168 };
169 module_param_cb(online_policy, &online_policy_ops, &online_policy, 0644);
170 MODULE_PARM_DESC(online_policy,
171                 "Set the online policy (\"contig-zones\", \"auto-movable\") "
172                 "Default: \"contig-zones\"");
173
174 /*
175  * memory_hotplug.auto_movable_ratio: specify maximum MOVABLE:KERNEL ratio
176  *
177  * The ratio represent an upper limit and the kernel might decide to not
178  * online some memory to ZONE_MOVABLE -- e.g., because hotplugged KERNEL memory
179  * doesn't allow for more MOVABLE memory.
180  */
181 static unsigned int auto_movable_ratio __read_mostly = 301;
182 module_param(auto_movable_ratio, uint, 0644);
183 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_ratio,
184                 "Set the maximum ratio of MOVABLE:KERNEL memory in the system "
185                 "in percent for \"auto-movable\" online policy. Default: 301");
186
187 /*
188  * memory_hotplug.auto_movable_numa_aware: consider numa node stats
189  */
190 #ifdef CONFIG_NUMA
191 static bool auto_movable_numa_aware __read_mostly = true;
192 module_param(auto_movable_numa_aware, bool, 0644);
193 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_numa_aware,
194                 "Consider numa node stats in addition to global stats in "
195                 "\"auto-movable\" online policy. Default: true");
196 #endif /* CONFIG_NUMA */
197
198 /*
199  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
200  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
201  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
202  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
203  */
204
205 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
206 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
207
208 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
209
210 void get_online_mems(void)
211 {
212         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
213 }
214
215 void put_online_mems(void)
216 {
217         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
218 }
219
220 bool movable_node_enabled = false;
221
222 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
223 int mhp_default_online_type = MMOP_OFFLINE;
224 #else
225 int mhp_default_online_type = MMOP_ONLINE;
226 #endif
227
228 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
229 {
230         const int online_type = mhp_online_type_from_str(str);
231
232         if (online_type >= 0)
233                 mhp_default_online_type = online_type;
234
235         return 1;
236 }
237 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
238
239 void mem_hotplug_begin(void)
240 {
241         cpus_read_lock();
242         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
243 }
244
245 void mem_hotplug_done(void)
246 {
247         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
248         cpus_read_unlock();
249 }
250
251 u64 max_mem_size = U64_MAX;
252
253 /* add this memory to iomem resource */
254 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size,
255                                                  const char *resource_name)
256 {
257         struct resource *res;
258         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
259
260         if (strcmp(resource_name, "System RAM"))
261                 flags |= IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED;
262
263         if (!mhp_range_allowed(start, size, true))
264                 return ERR_PTR(-E2BIG);
265
266         /*
267          * Make sure value parsed from 'mem=' only restricts memory adding
268          * while booting, so that memory hotplug won't be impacted. Please
269          * refer to document of 'mem=' in kernel-parameters.txt for more
270          * details.
271          */
272         if (start + size > max_mem_size && system_state < SYSTEM_RUNNING)
273                 return ERR_PTR(-E2BIG);
274
275         /*
276          * Request ownership of the new memory range.  This might be
277          * a child of an existing resource that was present but
278          * not marked as busy.
279          */
280         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
281                                resource_name, flags);
282
283         if (!res) {
284                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
285                                 start, start + size);
286                 return ERR_PTR(-EEXIST);
287         }
288         return res;
289 }
290
291 static void release_memory_resource(struct resource *res)
292 {
293         if (!res)
294                 return;
295         release_resource(res);
296         kfree(res);
297 }
298
299 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
300 {
301         /*
302          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
303          * allow operations smaller than a section for
304          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
305          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
306          * memory that will be marked online, so this check should only
307          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
308          * add_memory_resource().
309          */
310         unsigned long min_align;
311
312         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
313                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
314         else
315                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
316         if (!IS_ALIGNED(pfn | nr_pages, min_align))
317                 return -EINVAL;
318         return 0;
319 }
320
321 /*
322  * Return page for the valid pfn only if the page is online. All pfn
323  * walkers which rely on the fully initialized page->flags and others
324  * should use this rather than pfn_valid && pfn_to_page
325  */
326 struct page *pfn_to_online_page(unsigned long pfn)
327 {
328         unsigned long nr = pfn_to_section_nr(pfn);
329         struct dev_pagemap *pgmap;
330         struct mem_section *ms;
331
332         if (nr >= NR_MEM_SECTIONS)
333                 return NULL;
334
335         ms = __nr_to_section(nr);
336         if (!online_section(ms))
337                 return NULL;
338
339         /*
340          * Save some code text when online_section() +
341          * pfn_section_valid() are sufficient.
342          */
343         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) && !pfn_valid(pfn))
344                 return NULL;
345
346         if (!pfn_section_valid(ms, pfn))
347                 return NULL;
348
349         if (!online_device_section(ms))
350                 return pfn_to_page(pfn);
351
352         /*
353          * Slowpath: when ZONE_DEVICE collides with
354          * ZONE_{NORMAL,MOVABLE} within the same section some pfns in
355          * the section may be 'offline' but 'valid'. Only
356          * get_dev_pagemap() can determine sub-section online status.
357          */
358         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
359         put_dev_pagemap(pgmap);
360
361         /* The presence of a pgmap indicates ZONE_DEVICE offline pfn */
362         if (pgmap)
363                 return NULL;
364
365         return pfn_to_page(pfn);
366 }
367 EXPORT_SYMBOL_GPL(pfn_to_online_page);
368
369 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
370                 struct mhp_params *params)
371 {
372         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
373         unsigned long cur_nr_pages;
374         int err;
375         struct vmem_altmap *altmap = params->altmap;
376
377         if (WARN_ON_ONCE(!pgprot_val(params->pgprot)))
378                 return -EINVAL;
379
380         VM_BUG_ON(!mhp_range_allowed(PFN_PHYS(pfn), nr_pages * PAGE_SIZE, false));
381
382         if (altmap) {
383                 /*
384                  * Validate altmap is within bounds of the total request
385                  */
386                 if (altmap->base_pfn != pfn
387                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
388                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
389                         return -EINVAL;
390                 }
391                 altmap->alloc = 0;
392         }
393
394         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages)) {
395                 WARN(1, "Misaligned %s start: %#lx end: %#lx\n", __func__, pfn, pfn + nr_pages - 1);
396                 return -EINVAL;
397         }
398
399         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
400                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
401                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
402                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
403                 err = sparse_add_section(nid, pfn, cur_nr_pages, altmap,
404                                          params->pgmap);
405                 if (err)
406                         break;
407                 cond_resched();
408         }
409         vmemmap_populate_print_last();
410         return err;
411 }
412
413 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
414 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
415                                      unsigned long start_pfn,
416                                      unsigned long end_pfn)
417 {
418         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
419                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
420                         continue;
421
422                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
423                         continue;
424
425                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
426                         continue;
427
428                 return start_pfn;
429         }
430
431         return 0;
432 }
433
434 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
435 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
436                                     unsigned long start_pfn,
437                                     unsigned long end_pfn)
438 {
439         unsigned long pfn;
440
441         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
442         pfn = end_pfn - 1;
443         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
444                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
445                         continue;
446
447                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
448                         continue;
449
450                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
451                         continue;
452
453                 return pfn;
454         }
455
456         return 0;
457 }
458
459 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
460                              unsigned long end_pfn)
461 {
462         unsigned long pfn;
463         int nid = zone_to_nid(zone);
464
465         if (zone->zone_start_pfn == start_pfn) {
466                 /*
467                  * If the section is smallest section in the zone, it need
468                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
469                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
470                  * for shrinking zone.
471                  */
472                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
473                                                 zone_end_pfn(zone));
474                 if (pfn) {
475                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn(zone) - pfn;
476                         zone->zone_start_pfn = pfn;
477                 } else {
478                         zone->zone_start_pfn = 0;
479                         zone->spanned_pages = 0;
480                 }
481         } else if (zone_end_pfn(zone) == end_pfn) {
482                 /*
483                  * If the section is biggest section in the zone, it need
484                  * shrink zone->spanned_pages.
485                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
486                  * shrinking zone.
487                  */
488                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone->zone_start_pfn,
489                                                start_pfn);
490                 if (pfn)
491                         zone->spanned_pages = pfn - zone->zone_start_pfn + 1;
492                 else {
493                         zone->zone_start_pfn = 0;
494                         zone->spanned_pages = 0;
495                 }
496         }
497 }
498
499 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
500 {
501         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
502         struct zone *zone;
503
504         for (zone = pgdat->node_zones;
505              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
506                 unsigned long end_pfn = zone_end_pfn(zone);
507
508                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
509                 if (!zone->spanned_pages)
510                         continue;
511                 if (!node_end_pfn) {
512                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
513                         node_end_pfn = end_pfn;
514                         continue;
515                 }
516
517                 if (end_pfn > node_end_pfn)
518                         node_end_pfn = end_pfn;
519                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
520                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
521         }
522
523         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
524         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
525 }
526
527 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
528                                       unsigned long start_pfn,
529                                       unsigned long nr_pages)
530 {
531         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
532         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
533         unsigned long pfn, cur_nr_pages;
534
535         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
536         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
537                 cond_resched();
538
539                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
540                 cur_nr_pages =
541                         min(end_pfn - pfn, SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
542                 page_init_poison(pfn_to_page(pfn),
543                                  sizeof(struct page) * cur_nr_pages);
544         }
545
546         /*
547          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
548          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
549          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
550          */
551         if (zone_is_zone_device(zone))
552                 return;
553
554         clear_zone_contiguous(zone);
555
556         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
557         update_pgdat_span(pgdat);
558
559         set_zone_contiguous(zone);
560 }
561
562 /**
563  * __remove_pages() - remove sections of pages
564  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
565  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
566  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
567  *
568  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
569  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
570  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
571  * calling offline_pages().
572  */
573 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
574                     struct vmem_altmap *altmap)
575 {
576         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
577         unsigned long cur_nr_pages;
578
579         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages)) {
580                 WARN(1, "Misaligned %s start: %#lx end: %#lx\n", __func__, pfn, pfn + nr_pages - 1);
581                 return;
582         }
583
584         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
585                 cond_resched();
586                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
587                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
588                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
589                 sparse_remove_section(pfn, cur_nr_pages, altmap);
590         }
591 }
592
593 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
594 {
595         int rc = -EINVAL;
596
597         get_online_mems();
598         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
599
600         if (online_page_callback == generic_online_page) {
601                 online_page_callback = callback;
602                 rc = 0;
603         }
604
605         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
606         put_online_mems();
607
608         return rc;
609 }
610 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
611
612 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
613 {
614         int rc = -EINVAL;
615
616         get_online_mems();
617         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
618
619         if (online_page_callback == callback) {
620                 online_page_callback = generic_online_page;
621                 rc = 0;
622         }
623
624         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
625         put_online_mems();
626
627         return rc;
628 }
629 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
630
631 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
632 {
633         /*
634          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
635          * so we should map it first. This is better than introducing a special
636          * case in page freeing fast path.
637          */
638         debug_pagealloc_map_pages(page, 1 << order);
639         __free_pages_core(page, order);
640         totalram_pages_add(1UL << order);
641 }
642 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
643
644 static void online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
645 {
646         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
647         unsigned long pfn;
648
649         /*
650          * Online the pages in MAX_PAGE_ORDER aligned chunks. The callback might
651          * decide to not expose all pages to the buddy (e.g., expose them
652          * later). We account all pages as being online and belonging to this
653          * zone ("present").
654          * When using memmap_on_memory, the range might not be aligned to
655          * MAX_ORDER_NR_PAGES - 1, but pageblock aligned. __ffs() will detect
656          * this and the first chunk to online will be pageblock_nr_pages.
657          */
658         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn;) {
659                 int order;
660
661                 /*
662                  * Free to online pages in the largest chunks alignment allows.
663                  *
664                  * __ffs() behaviour is undefined for 0. start == 0 is
665                  * MAX_PAGE_ORDER-aligned, Set order to MAX_PAGE_ORDER for
666                  * the case.
667                  */
668                 if (pfn)
669                         order = min_t(int, MAX_PAGE_ORDER, __ffs(pfn));
670                 else
671                         order = MAX_PAGE_ORDER;
672
673                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
674                 pfn += (1UL << order);
675         }
676
677         /* mark all involved sections as online */
678         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
679 }
680
681 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
682 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
683         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
684 {
685         int nid = zone_to_nid(zone);
686
687         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
688         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
689
690         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
691                 arg->status_change_nid = nid;
692         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
693                 arg->status_change_nid_normal = nid;
694 }
695
696 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
697 {
698         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
699                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
700
701         if (arg->status_change_nid >= 0)
702                 node_set_state(node, N_MEMORY);
703 }
704
705 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
706                 unsigned long nr_pages)
707 {
708         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
709
710         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
711                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
712
713         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
714 }
715
716 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
717                                      unsigned long nr_pages)
718 {
719         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
720
721         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
722                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
723
724         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
725
726 }
727
728 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
729 static void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
730 {
731         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
732
733         ms->section_mem_map |= SECTION_TAINT_ZONE_DEVICE;
734 }
735 #else
736 static inline void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
737 {
738 }
739 #endif
740
741 /*
742  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
743  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
744  * call, all affected pages are PG_reserved.
745  *
746  * All aligned pageblocks are initialized to the specified migratetype
747  * (usually MIGRATE_MOVABLE). Besides setting the migratetype, no related
748  * zone stats (e.g., nr_isolate_pageblock) are touched.
749  */
750 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
751                                   unsigned long nr_pages,
752                                   struct vmem_altmap *altmap, int migratetype)
753 {
754         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
755         int nid = pgdat->node_id;
756
757         clear_zone_contiguous(zone);
758
759         if (zone_is_empty(zone))
760                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
761         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
762         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
763
764         /*
765          * Subsection population requires care in pfn_to_online_page().
766          * Set the taint to enable the slow path detection of
767          * ZONE_DEVICE pages in an otherwise  ZONE_{NORMAL,MOVABLE}
768          * section.
769          */
770         if (zone_is_zone_device(zone)) {
771                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn, PAGES_PER_SECTION))
772                         section_taint_zone_device(start_pfn);
773                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION))
774                         section_taint_zone_device(start_pfn + nr_pages);
775         }
776
777         /*
778          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
779          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
780          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
781          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
782          */
783         memmap_init_range(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, 0,
784                          MEMINIT_HOTPLUG, altmap, migratetype);
785
786         set_zone_contiguous(zone);
787 }
788
789 struct auto_movable_stats {
790         unsigned long kernel_early_pages;
791         unsigned long movable_pages;
792 };
793
794 static void auto_movable_stats_account_zone(struct auto_movable_stats *stats,
795                                             struct zone *zone)
796 {
797         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
798                 stats->movable_pages += zone->present_pages;
799         } else {
800                 stats->kernel_early_pages += zone->present_early_pages;
801 #ifdef CONFIG_CMA
802                 /*
803                  * CMA pages (never on hotplugged memory) behave like
804                  * ZONE_MOVABLE.
805                  */
806                 stats->movable_pages += zone->cma_pages;
807                 stats->kernel_early_pages -= zone->cma_pages;
808 #endif /* CONFIG_CMA */
809         }
810 }
811 struct auto_movable_group_stats {
812         unsigned long movable_pages;
813         unsigned long req_kernel_early_pages;
814 };
815
816 static int auto_movable_stats_account_group(struct memory_group *group,
817                                            void *arg)
818 {
819         const int ratio = READ_ONCE(auto_movable_ratio);
820         struct auto_movable_group_stats *stats = arg;
821         long pages;
822
823         /*
824          * We don't support modifying the config while the auto-movable online
825          * policy is already enabled. Just avoid the division by zero below.
826          */
827         if (!ratio)
828                 return 0;
829
830         /*
831          * Calculate how many early kernel pages this group requires to
832          * satisfy the configured zone ratio.
833          */
834         pages = group->present_movable_pages * 100 / ratio;
835         pages -= group->present_kernel_pages;
836
837         if (pages > 0)
838                 stats->req_kernel_early_pages += pages;
839         stats->movable_pages += group->present_movable_pages;
840         return 0;
841 }
842
843 static bool auto_movable_can_online_movable(int nid, struct memory_group *group,
844                                             unsigned long nr_pages)
845 {
846         unsigned long kernel_early_pages, movable_pages;
847         struct auto_movable_group_stats group_stats = {};
848         struct auto_movable_stats stats = {};
849         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
850         struct zone *zone;
851         int i;
852
853         /* Walk all relevant zones and collect MOVABLE vs. KERNEL stats. */
854         if (nid == NUMA_NO_NODE) {
855                 /* TODO: cache values */
856                 for_each_populated_zone(zone)
857                         auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
858         } else {
859                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
860                         zone = pgdat->node_zones + i;
861                         if (populated_zone(zone))
862                                 auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
863                 }
864         }
865
866         kernel_early_pages = stats.kernel_early_pages;
867         movable_pages = stats.movable_pages;
868
869         /*
870          * Kernel memory inside dynamic memory group allows for more MOVABLE
871          * memory within the same group. Remove the effect of all but the
872          * current group from the stats.
873          */
874         walk_dynamic_memory_groups(nid, auto_movable_stats_account_group,
875                                    group, &group_stats);
876         if (kernel_early_pages <= group_stats.req_kernel_early_pages)
877                 return false;
878         kernel_early_pages -= group_stats.req_kernel_early_pages;
879         movable_pages -= group_stats.movable_pages;
880
881         if (group && group->is_dynamic)
882                 kernel_early_pages += group->present_kernel_pages;
883
884         /*
885          * Test if we could online the given number of pages to ZONE_MOVABLE
886          * and still stay in the configured ratio.
887          */
888         movable_pages += nr_pages;
889         return movable_pages <= (auto_movable_ratio * kernel_early_pages) / 100;
890 }
891
892 /*
893  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
894  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
895  * to the ZONE_NORMAL.
896  */
897 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
898                 unsigned long nr_pages)
899 {
900         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
901         int zid;
902
903         for (zid = 0; zid < ZONE_NORMAL; zid++) {
904                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
905
906                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
907                         return zone;
908         }
909
910         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
911 }
912
913 /*
914  * Determine to which zone to online memory dynamically based on user
915  * configuration and system stats. We care about the following ratio:
916  *
917  *   MOVABLE : KERNEL
918  *
919  * Whereby MOVABLE is memory in ZONE_MOVABLE and KERNEL is memory in
920  * one of the kernel zones. CMA pages inside one of the kernel zones really
921  * behaves like ZONE_MOVABLE, so we treat them accordingly.
922  *
923  * We don't allow for hotplugged memory in a KERNEL zone to increase the
924  * amount of MOVABLE memory we can have, so we end up with:
925  *
926  *   MOVABLE : KERNEL_EARLY
927  *
928  * Whereby KERNEL_EARLY is memory in one of the kernel zones, available sinze
929  * boot. We base our calculation on KERNEL_EARLY internally, because:
930  *
931  * a) Hotplugged memory in one of the kernel zones can sometimes still get
932  *    hotunplugged, especially when hot(un)plugging individual memory blocks.
933  *    There is no coordination across memory devices, therefore "automatic"
934  *    hotunplugging, as implemented in hypervisors, could result in zone
935  *    imbalances.
936  * b) Early/boot memory in one of the kernel zones can usually not get
937  *    hotunplugged again (e.g., no firmware interface to unplug, fragmented
938  *    with unmovable allocations). While there are corner cases where it might
939  *    still work, it is barely relevant in practice.
940  *
941  * Exceptions are dynamic memory groups, which allow for more MOVABLE
942  * memory within the same memory group -- because in that case, there is
943  * coordination within the single memory device managed by a single driver.
944  *
945  * We rely on "present pages" instead of "managed pages", as the latter is
946  * highly unreliable and dynamic in virtualized environments, and does not
947  * consider boot time allocations. For example, memory ballooning adjusts the
948  * managed pages when inflating/deflating the balloon, and balloon compaction
949  * can even migrate inflated pages between zones.
950  *
951  * Using "present pages" is better but some things to keep in mind are:
952  *
953  * a) Some memblock allocations, such as for the crashkernel area, are
954  *    effectively unused by the kernel, yet they account to "present pages".
955  *    Fortunately, these allocations are comparatively small in relevant setups
956  *    (e.g., fraction of system memory).
957  * b) Some hotplugged memory blocks in virtualized environments, esecially
958  *    hotplugged by virtio-mem, look like they are completely present, however,
959  *    only parts of the memory block are actually currently usable.
960  *    "present pages" is an upper limit that can get reached at runtime. As
961  *    we base our calculations on KERNEL_EARLY, this is not an issue.
962  */
963 static struct zone *auto_movable_zone_for_pfn(int nid,
964                                               struct memory_group *group,
965                                               unsigned long pfn,
966                                               unsigned long nr_pages)
967 {
968         unsigned long online_pages = 0, max_pages, end_pfn;
969         struct page *page;
970
971         if (!auto_movable_ratio)
972                 goto kernel_zone;
973
974         if (group && !group->is_dynamic) {
975                 max_pages = group->s.max_pages;
976                 online_pages = group->present_movable_pages;
977
978                 /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
979                 if (group->present_kernel_pages)
980                         goto kernel_zone;
981         } else if (!group || group->d.unit_pages == nr_pages) {
982                 max_pages = nr_pages;
983         } else {
984                 max_pages = group->d.unit_pages;
985                 /*
986                  * Take a look at all online sections in the current unit.
987                  * We can safely assume that all pages within a section belong
988                  * to the same zone, because dynamic memory groups only deal
989                  * with hotplugged memory.
990                  */
991                 pfn = ALIGN_DOWN(pfn, group->d.unit_pages);
992                 end_pfn = pfn + group->d.unit_pages;
993                 for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
994                         page = pfn_to_online_page(pfn);
995                         if (!page)
996                                 continue;
997                         /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
998                         if (!is_zone_movable_page(page))
999                                 goto kernel_zone;
1000                         online_pages += PAGES_PER_SECTION;
1001                 }
1002         }
1003
1004         /*
1005          * Online MOVABLE if we could *currently* online all remaining parts
1006          * MOVABLE. We expect to (add+) online them immediately next, so if
1007          * nobody interferes, all will be MOVABLE if possible.
1008          */
1009         nr_pages = max_pages - online_pages;
1010         if (!auto_movable_can_online_movable(NUMA_NO_NODE, group, nr_pages))
1011                 goto kernel_zone;
1012
1013 #ifdef CONFIG_NUMA
1014         if (auto_movable_numa_aware &&
1015             !auto_movable_can_online_movable(nid, group, nr_pages))
1016                 goto kernel_zone;
1017 #endif /* CONFIG_NUMA */
1018
1019         return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1020 kernel_zone:
1021         return default_kernel_zone_for_pfn(nid, pfn, nr_pages);
1022 }
1023
1024 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
1025                 unsigned long nr_pages)
1026 {
1027         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
1028                         nr_pages);
1029         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1030         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
1031         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
1032
1033         /*
1034          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
1035          * overlap in the given range
1036          */
1037         if (in_kernel ^ in_movable)
1038                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
1039
1040         /*
1041          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
1042          * given range then we use movable zone only if movable_node is
1043          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
1044          */
1045         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
1046 }
1047
1048 struct zone *zone_for_pfn_range(int online_type, int nid,
1049                 struct memory_group *group, unsigned long start_pfn,
1050                 unsigned long nr_pages)
1051 {
1052         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
1053                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
1054
1055         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
1056                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
1057
1058         if (online_policy == ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE)
1059                 return auto_movable_zone_for_pfn(nid, group, start_pfn, nr_pages);
1060
1061         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
1062 }
1063
1064 /*
1065  * This function should only be called by memory_block_{online,offline},
1066  * and {online,offline}_pages.
1067  */
1068 void adjust_present_page_count(struct page *page, struct memory_group *group,
1069                                long nr_pages)
1070 {
1071         struct zone *zone = page_zone(page);
1072         const bool movable = zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE;
1073
1074         /*
1075          * We only support onlining/offlining/adding/removing of complete
1076          * memory blocks; therefore, either all is either early or hotplugged.
1077          */
1078         if (early_section(__pfn_to_section(page_to_pfn(page))))
1079                 zone->present_early_pages += nr_pages;
1080         zone->present_pages += nr_pages;
1081         zone->zone_pgdat->node_present_pages += nr_pages;
1082
1083         if (group && movable)
1084                 group->present_movable_pages += nr_pages;
1085         else if (group && !movable)
1086                 group->present_kernel_pages += nr_pages;
1087 }
1088
1089 int mhp_init_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1090                               struct zone *zone, bool mhp_off_inaccessible)
1091 {
1092         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1093         int ret, i;
1094
1095         ret = kasan_add_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1096         if (ret)
1097                 return ret;
1098
1099         /*
1100          * Memory block is accessible at this stage and hence poison the struct
1101          * pages now.  If the memory block is accessible during memory hotplug
1102          * addition phase, then page poisining is already performed in
1103          * sparse_add_section().
1104          */
1105         if (mhp_off_inaccessible)
1106                 page_init_poison(pfn_to_page(pfn), sizeof(struct page) * nr_pages);
1107
1108         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_UNMOVABLE);
1109
1110         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1111                 SetPageVmemmapSelfHosted(pfn_to_page(pfn + i));
1112
1113         /*
1114          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1115          * the case, mark those sections online here as otherwise they will be
1116          * left offline.
1117          */
1118         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1119                 online_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1120
1121         return ret;
1122 }
1123
1124 void mhp_deinit_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
1125 {
1126         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1127
1128         /*
1129          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1130          * the case, mark those sections offline here as otherwise they will be
1131          * left online.
1132          */
1133         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1134                 offline_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1135
1136         /*
1137          * The pages associated with this vmemmap have been offlined, so
1138          * we can reset its state here.
1139          */
1140         remove_pfn_range_from_zone(page_zone(pfn_to_page(pfn)), pfn, nr_pages);
1141         kasan_remove_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1142 }
1143
1144 /*
1145  * Must be called with mem_hotplug_lock in write mode.
1146  */
1147 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1148                        struct zone *zone, struct memory_group *group)
1149 {
1150         unsigned long flags;
1151         int need_zonelists_rebuild = 0;
1152         const int nid = zone_to_nid(zone);
1153         int ret;
1154         struct memory_notify arg;
1155
1156         /*
1157          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1158          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1159          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1160          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1161          * aligned.
1162          */
1163         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages || !pageblock_aligned(pfn) ||
1164                          !IS_ALIGNED(pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1165                 return -EINVAL;
1166
1167
1168         /* associate pfn range with the zone */
1169         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_ISOLATE);
1170
1171         arg.start_pfn = pfn;
1172         arg.nr_pages = nr_pages;
1173         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
1174
1175         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
1176         ret = notifier_to_errno(ret);
1177         if (ret)
1178                 goto failed_addition;
1179
1180         /*
1181          * Fixup the number of isolated pageblocks before marking the sections
1182          * onlining, such that undo_isolate_page_range() works correctly.
1183          */
1184         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1185         zone->nr_isolate_pageblock += nr_pages / pageblock_nr_pages;
1186         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1187
1188         /*
1189          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
1190          * This means the page allocator ignores this zone.
1191          * So, zonelist must be updated after online.
1192          */
1193         if (!populated_zone(zone)) {
1194                 need_zonelists_rebuild = 1;
1195                 setup_zone_pageset(zone);
1196         }
1197
1198         online_pages_range(pfn, nr_pages);
1199         adjust_present_page_count(pfn_to_page(pfn), group, nr_pages);
1200
1201         node_states_set_node(nid, &arg);
1202         if (need_zonelists_rebuild)
1203                 build_all_zonelists(NULL);
1204
1205         /* Basic onlining is complete, allow allocation of onlined pages. */
1206         undo_isolate_page_range(pfn, pfn + nr_pages, MIGRATE_MOVABLE);
1207
1208         /*
1209          * Freshly onlined pages aren't shuffled (e.g., all pages are placed to
1210          * the tail of the freelist when undoing isolation). Shuffle the whole
1211          * zone to make sure the just onlined pages are properly distributed
1212          * across the whole freelist - to create an initial shuffle.
1213          */
1214         shuffle_zone(zone);
1215
1216         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1217         init_per_zone_wmark_min();
1218
1219         kswapd_run(nid);
1220         kcompactd_run(nid);
1221
1222         writeback_set_ratelimit();
1223
1224         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1225         return 0;
1226
1227 failed_addition:
1228         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1229                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
1230                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
1231         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
1232         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
1233         return ret;
1234 }
1235
1236 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1237 static pg_data_t __ref *hotadd_init_pgdat(int nid)
1238 {
1239         struct pglist_data *pgdat;
1240
1241         /*
1242          * NODE_DATA is preallocated (free_area_init) but its internal
1243          * state is not allocated completely. Add missing pieces.
1244          * Completely offline nodes stay around and they just need
1245          * reintialization.
1246          */
1247         pgdat = NODE_DATA(nid);
1248
1249         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1250         free_area_init_core_hotplug(pgdat);
1251
1252         /*
1253          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1254          * to access not-initialized zonelist, build here.
1255          */
1256         build_all_zonelists(pgdat);
1257
1258         return pgdat;
1259 }
1260
1261 /*
1262  * __try_online_node - online a node if offlined
1263  * @nid: the node ID
1264  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1265  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1266  *
1267  * Returns:
1268  * 1 -> a new node has been allocated
1269  * 0 -> the node is already online
1270  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1271  */
1272 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
1273 {
1274         pg_data_t *pgdat;
1275         int ret = 1;
1276
1277         if (node_online(nid))
1278                 return 0;
1279
1280         pgdat = hotadd_init_pgdat(nid);
1281         if (!pgdat) {
1282                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1283                 ret = -ENOMEM;
1284                 goto out;
1285         }
1286
1287         if (set_node_online) {
1288                 node_set_online(nid);
1289                 ret = register_one_node(nid);
1290                 BUG_ON(ret);
1291         }
1292 out:
1293         return ret;
1294 }
1295
1296 /*
1297  * Users of this function always want to online/register the node
1298  */
1299 int try_online_node(int nid)
1300 {
1301         int ret;
1302
1303         mem_hotplug_begin();
1304         ret =  __try_online_node(nid, true);
1305         mem_hotplug_done();
1306         return ret;
1307 }
1308
1309 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1310 {
1311         /* memory range must be block size aligned */
1312         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1313             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1314                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1315                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1316                 return -EINVAL;
1317         }
1318
1319         return 0;
1320 }
1321
1322 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1323 {
1324         mem->online_type = mhp_default_online_type;
1325         return device_online(&mem->dev);
1326 }
1327
1328 #ifndef arch_supports_memmap_on_memory
1329 static inline bool arch_supports_memmap_on_memory(unsigned long vmemmap_size)
1330 {
1331         /*
1332          * As default, we want the vmemmap to span a complete PMD such that we
1333          * can map the vmemmap using a single PMD if supported by the
1334          * architecture.
1335          */
1336         return IS_ALIGNED(vmemmap_size, PMD_SIZE);
1337 }
1338 #endif
1339
1340 bool mhp_supports_memmap_on_memory(void)
1341 {
1342         unsigned long vmemmap_size = memory_block_memmap_size();
1343         unsigned long memmap_pages = memory_block_memmap_on_memory_pages();
1344
1345         /*
1346          * Besides having arch support and the feature enabled at runtime, we
1347          * need a few more assumptions to hold true:
1348          *
1349          * a) The vmemmap pages span complete PMDs: We don't want vmemmap code
1350          *    to populate memory from the altmap for unrelated parts (i.e.,
1351          *    other memory blocks)
1352          *
1353          * b) The vmemmap pages (and thereby the pages that will be exposed to
1354          *    the buddy) have to cover full pageblocks: memory onlining/offlining
1355          *    code requires applicable ranges to be page-aligned, for example, to
1356          *    set the migratetypes properly.
1357          *
1358          * TODO: Although we have a check here to make sure that vmemmap pages
1359          *       fully populate a PMD, it is not the right place to check for
1360          *       this. A much better solution involves improving vmemmap code
1361          *       to fallback to base pages when trying to populate vmemmap using
1362          *       altmap as an alternative source of memory, and we do not exactly
1363          *       populate a single PMD.
1364          */
1365         if (!mhp_memmap_on_memory())
1366                 return false;
1367
1368         /*
1369          * Make sure the vmemmap allocation is fully contained
1370          * so that we always allocate vmemmap memory from altmap area.
1371          */
1372         if (!IS_ALIGNED(vmemmap_size, PAGE_SIZE))
1373                 return false;
1374
1375         /*
1376          * start pfn should be pageblock_nr_pages aligned for correctly
1377          * setting migrate types
1378          */
1379         if (!pageblock_aligned(memmap_pages))
1380                 return false;
1381
1382         if (memmap_pages == PHYS_PFN(memory_block_size_bytes()))
1383                 /* No effective hotplugged memory doesn't make sense. */
1384                 return false;
1385
1386         return arch_supports_memmap_on_memory(vmemmap_size);
1387 }
1388 EXPORT_SYMBOL_GPL(mhp_supports_memmap_on_memory);
1389
1390 static void __ref remove_memory_blocks_and_altmaps(u64 start, u64 size)
1391 {
1392         unsigned long memblock_size = memory_block_size_bytes();
1393         u64 cur_start;
1394
1395         /*
1396          * For memmap_on_memory, the altmaps were added on a per-memblock
1397          * basis; we have to process each individual memory block.
1398          */
1399         for (cur_start = start; cur_start < start + size;
1400              cur_start += memblock_size) {
1401                 struct vmem_altmap *altmap = NULL;
1402                 struct memory_block *mem;
1403
1404                 mem = find_memory_block(pfn_to_section_nr(PFN_DOWN(cur_start)));
1405                 if (WARN_ON_ONCE(!mem))
1406                         continue;
1407
1408                 altmap = mem->altmap;
1409                 mem->altmap = NULL;
1410
1411                 remove_memory_block_devices(cur_start, memblock_size);
1412
1413                 arch_remove_memory(cur_start, memblock_size, altmap);
1414
1415                 /* Verify that all vmemmap pages have actually been freed. */
1416                 WARN(altmap->alloc, "Altmap not fully unmapped");
1417                 kfree(altmap);
1418         }
1419 }
1420
1421 static int create_altmaps_and_memory_blocks(int nid, struct memory_group *group,
1422                                             u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1423 {
1424         unsigned long memblock_size = memory_block_size_bytes();
1425         u64 cur_start;
1426         int ret;
1427
1428         for (cur_start = start; cur_start < start + size;
1429              cur_start += memblock_size) {
1430                 struct mhp_params params = { .pgprot =
1431                                                      pgprot_mhp(PAGE_KERNEL) };
1432                 struct vmem_altmap mhp_altmap = {
1433                         .base_pfn = PHYS_PFN(cur_start),
1434                         .end_pfn = PHYS_PFN(cur_start + memblock_size - 1),
1435                 };
1436
1437                 mhp_altmap.free = memory_block_memmap_on_memory_pages();
1438                 if (mhp_flags & MHP_OFFLINE_INACCESSIBLE)
1439                         mhp_altmap.inaccessible = true;
1440                 params.altmap = kmemdup(&mhp_altmap, sizeof(struct vmem_altmap),
1441                                         GFP_KERNEL);
1442                 if (!params.altmap) {
1443                         ret = -ENOMEM;
1444                         goto out;
1445                 }
1446
1447                 /* call arch's memory hotadd */
1448                 ret = arch_add_memory(nid, cur_start, memblock_size, &params);
1449                 if (ret < 0) {
1450                         kfree(params.altmap);
1451                         goto out;
1452                 }
1453
1454                 /* create memory block devices after memory was added */
1455                 ret = create_memory_block_devices(cur_start, memblock_size,
1456                                                   params.altmap, group);
1457                 if (ret) {
1458                         arch_remove_memory(cur_start, memblock_size, NULL);
1459                         kfree(params.altmap);
1460                         goto out;
1461                 }
1462         }
1463
1464         return 0;
1465 out:
1466         if (ret && cur_start != start)
1467                 remove_memory_blocks_and_altmaps(start, cur_start - start);
1468         return ret;
1469 }
1470
1471 /*
1472  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1473  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1474  *
1475  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1476  */
1477 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, mhp_t mhp_flags)
1478 {
1479         struct mhp_params params = { .pgprot = pgprot_mhp(PAGE_KERNEL) };
1480         enum memblock_flags memblock_flags = MEMBLOCK_NONE;
1481         struct memory_group *group = NULL;
1482         u64 start, size;
1483         bool new_node = false;
1484         int ret;
1485
1486         start = res->start;
1487         size = resource_size(res);
1488
1489         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1490         if (ret)
1491                 return ret;
1492
1493         if (mhp_flags & MHP_NID_IS_MGID) {
1494                 group = memory_group_find_by_id(nid);
1495                 if (!group)
1496                         return -EINVAL;
1497                 nid = group->nid;
1498         }
1499
1500         if (!node_possible(nid)) {
1501                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1502                 return -EINVAL;
1503         }
1504
1505         mem_hotplug_begin();
1506
1507         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
1508                 if (res->flags & IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED)
1509                         memblock_flags = MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED;
1510                 ret = memblock_add_node(start, size, nid, memblock_flags);
1511                 if (ret)
1512                         goto error_mem_hotplug_end;
1513         }
1514
1515         ret = __try_online_node(nid, false);
1516         if (ret < 0)
1517                 goto error;
1518         new_node = ret;
1519
1520         /*
1521          * Self hosted memmap array
1522          */
1523         if ((mhp_flags & MHP_MEMMAP_ON_MEMORY) &&
1524             mhp_supports_memmap_on_memory()) {
1525                 ret = create_altmaps_and_memory_blocks(nid, group, start, size, mhp_flags);
1526                 if (ret)
1527                         goto error;
1528         } else {
1529                 ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1530                 if (ret < 0)
1531                         goto error;
1532
1533                 /* create memory block devices after memory was added */
1534                 ret = create_memory_block_devices(start, size, NULL, group);
1535                 if (ret) {
1536                         arch_remove_memory(start, size, params.altmap);
1537                         goto error;
1538                 }
1539         }
1540
1541         if (new_node) {
1542                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1543                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1544                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1545                  * We online node here. We can't roll back from here.
1546                  */
1547                 node_set_online(nid);
1548                 ret = __register_one_node(nid);
1549                 BUG_ON(ret);
1550         }
1551
1552         register_memory_blocks_under_node(nid, PFN_DOWN(start),
1553                                           PFN_UP(start + size - 1),
1554                                           MEMINIT_HOTPLUG);
1555
1556         /* create new memmap entry */
1557         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1558                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1559
1560         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1561         mem_hotplug_done();
1562
1563         /*
1564          * In case we're allowed to merge the resource, flag it and trigger
1565          * merging now that adding succeeded.
1566          */
1567         if (mhp_flags & MHP_MERGE_RESOURCE)
1568                 merge_system_ram_resource(res);
1569
1570         /* online pages if requested */
1571         if (mhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1572                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1573
1574         return ret;
1575 error:
1576         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1577                 memblock_remove(start, size);
1578 error_mem_hotplug_end:
1579         mem_hotplug_done();
1580         return ret;
1581 }
1582
1583 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1584 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1585 {
1586         struct resource *res;
1587         int ret;
1588
1589         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1590         if (IS_ERR(res))
1591                 return PTR_ERR(res);
1592
1593         ret = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1594         if (ret < 0)
1595                 release_memory_resource(res);
1596         return ret;
1597 }
1598
1599 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1600 {
1601         int rc;
1602
1603         lock_device_hotplug();
1604         rc = __add_memory(nid, start, size, mhp_flags);
1605         unlock_device_hotplug();
1606
1607         return rc;
1608 }
1609 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1610
1611 /*
1612  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1613  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1614  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1615  * after a reboot, and after kexec.
1616  *
1617  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1618  * kexec kernel or for placing kexec images:
1619  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1620  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1621  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1622  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1623  *
1624  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1625  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1626  * with IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1627  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1628  *
1629  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1630  * "System RAM ($DRIVER)".
1631  */
1632 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1633                               const char *resource_name, mhp_t mhp_flags)
1634 {
1635         struct resource *res;
1636         int rc;
1637
1638         if (!resource_name ||
1639             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1640             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1641                 return -EINVAL;
1642
1643         lock_device_hotplug();
1644
1645         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1646         if (IS_ERR(res)) {
1647                 rc = PTR_ERR(res);
1648                 goto out_unlock;
1649         }
1650
1651         rc = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1652         if (rc < 0)
1653                 release_memory_resource(res);
1654
1655 out_unlock:
1656         unlock_device_hotplug();
1657         return rc;
1658 }
1659 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1660
1661 /*
1662  * Platforms should define arch_get_mappable_range() that provides
1663  * maximum possible addressable physical memory range for which the
1664  * linear mapping could be created. The platform returned address
1665  * range must adhere to these following semantics.
1666  *
1667  * - range.start <= range.end
1668  * - Range includes both end points [range.start..range.end]
1669  *
1670  * There is also a fallback definition provided here, allowing the
1671  * entire possible physical address range in case any platform does
1672  * not define arch_get_mappable_range().
1673  */
1674 struct range __weak arch_get_mappable_range(void)
1675 {
1676         struct range mhp_range = {
1677                 .start = 0UL,
1678                 .end = -1ULL,
1679         };
1680         return mhp_range;
1681 }
1682
1683 struct range mhp_get_pluggable_range(bool need_mapping)
1684 {
1685         const u64 max_phys = (1ULL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1;
1686         struct range mhp_range;
1687
1688         if (need_mapping) {
1689                 mhp_range = arch_get_mappable_range();
1690                 if (mhp_range.start > max_phys) {
1691                         mhp_range.start = 0;
1692                         mhp_range.end = 0;
1693                 }
1694                 mhp_range.end = min_t(u64, mhp_range.end, max_phys);
1695         } else {
1696                 mhp_range.start = 0;
1697                 mhp_range.end = max_phys;
1698         }
1699         return mhp_range;
1700 }
1701 EXPORT_SYMBOL_GPL(mhp_get_pluggable_range);
1702
1703 bool mhp_range_allowed(u64 start, u64 size, bool need_mapping)
1704 {
1705         struct range mhp_range = mhp_get_pluggable_range(need_mapping);
1706         u64 end = start + size;
1707
1708         if (start < end && start >= mhp_range.start && (end - 1) <= mhp_range.end)
1709                 return true;
1710
1711         pr_warn("Hotplug memory [%#llx-%#llx] exceeds maximum addressable range [%#llx-%#llx]\n",
1712                 start, end, mhp_range.start, mhp_range.end);
1713         return false;
1714 }
1715
1716 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1717 /*
1718  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1719  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1720  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1721  * definitely unmovable pages.
1722  *
1723  * Returns:
1724  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1725  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1726  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1727  */
1728 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1729                               unsigned long *movable_pfn)
1730 {
1731         unsigned long pfn;
1732
1733         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1734                 struct page *page, *head;
1735                 unsigned long skip;
1736
1737                 if (!pfn_valid(pfn))
1738                         continue;
1739                 page = pfn_to_page(pfn);
1740                 if (PageLRU(page))
1741                         goto found;
1742                 if (__PageMovable(page))
1743                         goto found;
1744
1745                 /*
1746                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1747                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1748                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1749                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1750                  */
1751                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1752                         return -EBUSY;
1753
1754                 if (!PageHuge(page))
1755                         continue;
1756                 head = compound_head(page);
1757                 /*
1758                  * This test is racy as we hold no reference or lock.  The
1759                  * hugetlb page could have been free'ed and head is no longer
1760                  * a hugetlb page before the following check.  In such unlikely
1761                  * cases false positives and negatives are possible.  Calling
1762                  * code must deal with these scenarios.
1763                  */
1764                 if (HPageMigratable(head))
1765                         goto found;
1766                 skip = compound_nr(head) - (pfn - page_to_pfn(head));
1767                 pfn += skip - 1;
1768         }
1769         return -ENOENT;
1770 found:
1771         *movable_pfn = pfn;
1772         return 0;
1773 }
1774
1775 static void do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1776 {
1777         unsigned long pfn;
1778         struct page *page, *head;
1779         LIST_HEAD(source);
1780         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(migrate_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1781                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1782
1783         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1784                 struct folio *folio;
1785                 bool isolated;
1786
1787                 if (!pfn_valid(pfn))
1788                         continue;
1789                 page = pfn_to_page(pfn);
1790                 folio = page_folio(page);
1791                 head = &folio->page;
1792
1793                 if (PageHuge(page)) {
1794                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1795                         isolate_hugetlb(folio, &source);
1796                         continue;
1797                 } else if (PageTransHuge(page))
1798                         pfn = page_to_pfn(head) + thp_nr_pages(page) - 1;
1799
1800                 /*
1801                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1802                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1803                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1804                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1805                  * the unmap as the catch all safety net).
1806                  */
1807                 if (PageHWPoison(page)) {
1808                         if (WARN_ON(folio_test_lru(folio)))
1809                                 folio_isolate_lru(folio);
1810                         if (folio_mapped(folio))
1811                                 try_to_unmap(folio, TTU_IGNORE_MLOCK);
1812                         continue;
1813                 }
1814
1815                 if (!get_page_unless_zero(page))
1816                         continue;
1817                 /*
1818                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1819                  * LRU and non-lru movable pages.
1820                  */
1821                 if (PageLRU(page))
1822                         isolated = isolate_lru_page(page);
1823                 else
1824                         isolated = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1825                 if (isolated) {
1826                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1827                         if (!__PageMovable(page))
1828                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1829                                                     page_is_file_lru(page));
1830
1831                 } else {
1832                         if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1833                                 pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1834                                 dump_page(page, "isolation failed");
1835                         }
1836                 }
1837                 put_page(page);
1838         }
1839         if (!list_empty(&source)) {
1840                 nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1841                 struct migration_target_control mtc = {
1842                         .nmask = &nmask,
1843                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1844                 };
1845                 int ret;
1846
1847                 /*
1848                  * We have checked that migration range is on a single zone so
1849                  * we can use the nid of the first page to all the others.
1850                  */
1851                 mtc.nid = page_to_nid(list_first_entry(&source, struct page, lru));
1852
1853                 /*
1854                  * try to allocate from a different node but reuse this node
1855                  * if there are no other online nodes to be used (e.g. we are
1856                  * offlining a part of the only existing node)
1857                  */
1858                 node_clear(mtc.nid, nmask);
1859                 if (nodes_empty(nmask))
1860                         node_set(mtc.nid, nmask);
1861                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migration_target, NULL,
1862                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG, NULL);
1863                 if (ret) {
1864                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1865                                 if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1866                                         pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d\n",
1867                                                 page_to_pfn(page), ret);
1868                                         dump_page(page, "migration failure");
1869                                 }
1870                         }
1871                         putback_movable_pages(&source);
1872                 }
1873         }
1874 }
1875
1876 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1877 {
1878         movable_node_enabled = true;
1879         return 0;
1880 }
1881 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1882
1883 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1884 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1885                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1886 {
1887         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1888         unsigned long present_pages = 0;
1889         enum zone_type zt;
1890
1891         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1892         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1893
1894         /*
1895          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1896          * If the memory to be offline is within the range
1897          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1898          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1899          * thus we can determine that we need to clear the node from
1900          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1901          */
1902         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1903                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1904         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1905                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1906
1907         /*
1908          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL); ZONE_HIGHMEM
1909          * does not apply as we don't support 32bit.
1910          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1911          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1912          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1913          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1914          * it for N_MEMORY as well.
1915          */
1916         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1917
1918         if (nr_pages >= present_pages)
1919                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1920 }
1921
1922 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1923 {
1924         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1925                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1926
1927         if (arg->status_change_nid >= 0)
1928                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1929 }
1930
1931 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1932                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1933 {
1934         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1935
1936         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1937         return 0;
1938 }
1939
1940 /*
1941  * Must be called with mem_hotplug_lock in write mode.
1942  */
1943 int __ref offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1944                         struct zone *zone, struct memory_group *group)
1945 {
1946         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
1947         unsigned long pfn, system_ram_pages = 0;
1948         const int node = zone_to_nid(zone);
1949         unsigned long flags;
1950         struct memory_notify arg;
1951         char *reason;
1952         int ret;
1953
1954         /*
1955          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1956          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1957          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1958          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1959          * aligned.
1960          */
1961         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages || !pageblock_aligned(start_pfn) ||
1962                          !IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1963                 return -EINVAL;
1964
1965         /*
1966          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1967          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1968          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1969          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1970          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1971          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1972          */
1973         walk_system_ram_range(start_pfn, nr_pages, &system_ram_pages,
1974                               count_system_ram_pages_cb);
1975         if (system_ram_pages != nr_pages) {
1976                 ret = -EINVAL;
1977                 reason = "memory holes";
1978                 goto failed_removal;
1979         }
1980
1981         /*
1982          * We only support offlining of memory blocks managed by a single zone,
1983          * checked by calling code. This is just a sanity check that we might
1984          * want to remove in the future.
1985          */
1986         if (WARN_ON_ONCE(page_zone(pfn_to_page(start_pfn)) != zone ||
1987                          page_zone(pfn_to_page(end_pfn - 1)) != zone)) {
1988                 ret = -EINVAL;
1989                 reason = "multizone range";
1990                 goto failed_removal;
1991         }
1992
1993         /*
1994          * Disable pcplists so that page isolation cannot race with freeing
1995          * in a way that pages from isolated pageblock are left on pcplists.
1996          */
1997         zone_pcp_disable(zone);
1998         lru_cache_disable();
1999
2000         /* set above range as isolated */
2001         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
2002                                        MIGRATE_MOVABLE,
2003                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE,
2004                                        GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL);
2005         if (ret) {
2006                 reason = "failure to isolate range";
2007                 goto failed_removal_pcplists_disabled;
2008         }
2009
2010         arg.start_pfn = start_pfn;
2011         arg.nr_pages = nr_pages;
2012         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
2013
2014         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
2015         ret = notifier_to_errno(ret);
2016         if (ret) {
2017                 reason = "notifier failure";
2018                 goto failed_removal_isolated;
2019         }
2020
2021         do {
2022                 pfn = start_pfn;
2023                 do {
2024                         /*
2025                          * Historically we always checked for any signal and
2026                          * can't limit it to fatal signals without eventually
2027                          * breaking user space.
2028                          */
2029                         if (signal_pending(current)) {
2030                                 ret = -EINTR;
2031                                 reason = "signal backoff";
2032                                 goto failed_removal_isolated;
2033                         }
2034
2035                         cond_resched();
2036
2037                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
2038                         if (!ret) {
2039                                 /*
2040                                  * TODO: fatal migration failures should bail
2041                                  * out
2042                                  */
2043                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
2044                         }
2045                 } while (!ret);
2046
2047                 if (ret != -ENOENT) {
2048                         reason = "unmovable page";
2049                         goto failed_removal_isolated;
2050                 }
2051
2052                 /*
2053                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
2054                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
2055                  * counting consistent.
2056                  */
2057                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
2058                 if (ret) {
2059                         reason = "failure to dissolve huge pages";
2060                         goto failed_removal_isolated;
2061                 }
2062
2063                 ret = test_pages_isolated(start_pfn, end_pfn, MEMORY_OFFLINE);
2064
2065         } while (ret);
2066
2067         /* Mark all sections offline and remove free pages from the buddy. */
2068         __offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
2069         pr_debug("Offlined Pages %ld\n", nr_pages);
2070
2071         /*
2072          * The memory sections are marked offline, and the pageblock flags
2073          * effectively stale; nobody should be touching them. Fixup the number
2074          * of isolated pageblocks, memory onlining will properly revert this.
2075          */
2076         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
2077         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_pages / pageblock_nr_pages;
2078         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
2079
2080         lru_cache_enable();
2081         zone_pcp_enable(zone);
2082
2083         /* removal success */
2084         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -nr_pages);
2085         adjust_present_page_count(pfn_to_page(start_pfn), group, -nr_pages);
2086
2087         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
2088         init_per_zone_wmark_min();
2089
2090         /*
2091          * Make sure to mark the node as memory-less before rebuilding the zone
2092          * list. Otherwise this node would still appear in the fallback lists.
2093          */
2094         node_states_clear_node(node, &arg);
2095         if (!populated_zone(zone)) {
2096                 zone_pcp_reset(zone);
2097                 build_all_zonelists(NULL);
2098         }
2099
2100         if (arg.status_change_nid >= 0) {
2101                 kcompactd_stop(node);
2102                 kswapd_stop(node);
2103         }
2104
2105         writeback_set_ratelimit();
2106
2107         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
2108         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
2109         return 0;
2110
2111 failed_removal_isolated:
2112         /* pushback to free area */
2113         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
2114         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
2115 failed_removal_pcplists_disabled:
2116         lru_cache_enable();
2117         zone_pcp_enable(zone);
2118 failed_removal:
2119         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
2120                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
2121                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
2122                  reason);
2123         return ret;
2124 }
2125
2126 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2127 {
2128         int *nid = arg;
2129
2130         *nid = mem->nid;
2131         if (unlikely(mem->state != MEM_OFFLINE)) {
2132                 phys_addr_t beginpa, endpa;
2133
2134                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2135                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
2136                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
2137                         &beginpa, &endpa);
2138
2139                 return -EBUSY;
2140         }
2141         return 0;
2142 }
2143
2144 static int count_memory_range_altmaps_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2145 {
2146         u64 *num_altmaps = (u64 *)arg;
2147
2148         if (mem->altmap)
2149                 *num_altmaps += 1;
2150
2151         return 0;
2152 }
2153
2154 static int check_cpu_on_node(int nid)
2155 {
2156         int cpu;
2157
2158         for_each_present_cpu(cpu) {
2159                 if (cpu_to_node(cpu) == nid)
2160                         /*
2161                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
2162                          * offline this node.
2163                          */
2164                         return -EBUSY;
2165         }
2166
2167         return 0;
2168 }
2169
2170 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2171 {
2172         int nid = *(int *)arg;
2173
2174         /*
2175          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
2176          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
2177          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
2178          */
2179         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
2180 }
2181
2182 /**
2183  * try_offline_node
2184  * @nid: the node ID
2185  *
2186  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
2187  *
2188  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2189  * and online/offline operations before this call.
2190  */
2191 void try_offline_node(int nid)
2192 {
2193         int rc;
2194
2195         /*
2196          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
2197          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
2198          * e.g., after the memory block was onlined.
2199          */
2200         if (node_spanned_pages(nid))
2201                 return;
2202
2203         /*
2204          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
2205          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
2206          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
2207          */
2208         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
2209         if (rc)
2210                 return;
2211
2212         if (check_cpu_on_node(nid))
2213                 return;
2214
2215         /*
2216          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
2217          * node now.
2218          */
2219         node_set_offline(nid);
2220         unregister_one_node(nid);
2221 }
2222 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
2223
2224 static int memory_blocks_have_altmaps(u64 start, u64 size)
2225 {
2226         u64 num_memblocks = size / memory_block_size_bytes();
2227         u64 num_altmaps = 0;
2228
2229         if (!mhp_memmap_on_memory())
2230                 return 0;
2231
2232         walk_memory_blocks(start, size, &num_altmaps,
2233                            count_memory_range_altmaps_cb);
2234
2235         if (num_altmaps == 0)
2236                 return 0;
2237
2238         if (WARN_ON_ONCE(num_memblocks != num_altmaps))
2239                 return -EINVAL;
2240
2241         return 1;
2242 }
2243
2244 static int __ref try_remove_memory(u64 start, u64 size)
2245 {
2246         int rc, nid = NUMA_NO_NODE;
2247
2248         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
2249
2250         /*
2251          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
2252          * whether all memory blocks in question are offline and return error
2253          * if this is not the case.
2254          *
2255          * While at it, determine the nid. Note that if we'd have mixed nodes,
2256          * we'd only try to offline the last determined one -- which is good
2257          * enough for the cases we care about.
2258          */
2259         rc = walk_memory_blocks(start, size, &nid, check_memblock_offlined_cb);
2260         if (rc)
2261                 return rc;
2262
2263         /* remove memmap entry */
2264         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
2265
2266         mem_hotplug_begin();
2267
2268         rc = memory_blocks_have_altmaps(start, size);
2269         if (rc < 0) {
2270                 mem_hotplug_done();
2271                 return rc;
2272         } else if (!rc) {
2273                 /*
2274                  * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
2275                  * a barrier against racing online attempts.
2276                  * No altmaps present, do the removal directly
2277                  */
2278                 remove_memory_block_devices(start, size);
2279                 arch_remove_memory(start, size, NULL);
2280         } else {
2281                 /* all memblocks in the range have altmaps */
2282                 remove_memory_blocks_and_altmaps(start, size);
2283         }
2284
2285         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
2286                 memblock_phys_free(start, size);
2287                 memblock_remove(start, size);
2288         }
2289
2290         release_mem_region_adjustable(start, size);
2291
2292         if (nid != NUMA_NO_NODE)
2293                 try_offline_node(nid);
2294
2295         mem_hotplug_done();
2296         return 0;
2297 }
2298
2299 /**
2300  * __remove_memory - Remove memory if every memory block is offline
2301  * @start: physical address of the region to remove
2302  * @size: size of the region to remove
2303  *
2304  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2305  * and online/offline operations before this call, as required by
2306  * try_offline_node().
2307  */
2308 void __remove_memory(u64 start, u64 size)
2309 {
2310
2311         /*
2312          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
2313          * function
2314          */
2315         if (try_remove_memory(start, size))
2316                 BUG();
2317 }
2318
2319 /*
2320  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
2321  * some memory is not offline
2322  */
2323 int remove_memory(u64 start, u64 size)
2324 {
2325         int rc;
2326
2327         lock_device_hotplug();
2328         rc = try_remove_memory(start, size);
2329         unlock_device_hotplug();
2330
2331         return rc;
2332 }
2333 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
2334
2335 static int try_offline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2336 {
2337         uint8_t online_type = MMOP_ONLINE_KERNEL;
2338         uint8_t **online_types = arg;
2339         struct page *page;
2340         int rc;
2341
2342         /*
2343          * Sense the online_type via the zone of the memory block. Offlining
2344          * with multiple zones within one memory block will be rejected
2345          * by offlining code ... so we don't care about that.
2346          */
2347         page = pfn_to_online_page(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2348         if (page && zone_idx(page_zone(page)) == ZONE_MOVABLE)
2349                 online_type = MMOP_ONLINE_MOVABLE;
2350
2351         rc = device_offline(&mem->dev);
2352         /*
2353          * Default is MMOP_OFFLINE - change it only if offlining succeeded,
2354          * so try_reonline_memory_block() can do the right thing.
2355          */
2356         if (!rc)
2357                 **online_types = online_type;
2358
2359         (*online_types)++;
2360         /* Ignore if already offline. */
2361         return rc < 0 ? rc : 0;
2362 }
2363
2364 static int try_reonline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2365 {
2366         uint8_t **online_types = arg;
2367         int rc;
2368
2369         if (**online_types != MMOP_OFFLINE) {
2370                 mem->online_type = **online_types;
2371                 rc = device_online(&mem->dev);
2372                 if (rc < 0)
2373                         pr_warn("%s: Failed to re-online memory: %d",
2374                                 __func__, rc);
2375         }
2376
2377         /* Continue processing all remaining memory blocks. */
2378         (*online_types)++;
2379         return 0;
2380 }
2381
2382 /*
2383  * Try to offline and remove memory. Might take a long time to finish in case
2384  * memory is still in use. Primarily useful for memory devices that logically
2385  * unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to offline + remove
2386  * that memory.
2387  */
2388 int offline_and_remove_memory(u64 start, u64 size)
2389 {
2390         const unsigned long mb_count = size / memory_block_size_bytes();
2391         uint8_t *online_types, *tmp;
2392         int rc;
2393
2394         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
2395             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes()) || !size)
2396                 return -EINVAL;
2397
2398         /*
2399          * We'll remember the old online type of each memory block, so we can
2400          * try to revert whatever we did when offlining one memory block fails
2401          * after offlining some others succeeded.
2402          */
2403         online_types = kmalloc_array(mb_count, sizeof(*online_types),
2404                                      GFP_KERNEL);
2405         if (!online_types)
2406                 return -ENOMEM;
2407         /*
2408          * Initialize all states to MMOP_OFFLINE, so when we abort processing in
2409          * try_offline_memory_block(), we'll skip all unprocessed blocks in
2410          * try_reonline_memory_block().
2411          */
2412         memset(online_types, MMOP_OFFLINE, mb_count);
2413
2414         lock_device_hotplug();
2415
2416         tmp = online_types;
2417         rc = walk_memory_blocks(start, size, &tmp, try_offline_memory_block);
2418
2419         /*
2420          * In case we succeeded to offline all memory, remove it.
2421          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
2422          */
2423         if (!rc) {
2424                 rc = try_remove_memory(start, size);
2425                 if (rc)
2426                         pr_err("%s: Failed to remove memory: %d", __func__, rc);
2427         }
2428
2429         /*
2430          * Rollback what we did. While memory onlining might theoretically fail
2431          * (nacked by a notifier), it barely ever happens.
2432          */
2433         if (rc) {
2434                 tmp = online_types;
2435                 walk_memory_blocks(start, size, &tmp,
2436                                    try_reonline_memory_block);
2437         }
2438         unlock_device_hotplug();
2439
2440         kfree(online_types);
2441         return rc;
2442 }
2443 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
2444 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */