Merge tag 'hwmon-for-v5.19-rc3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / mm / memory_hotplug.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/memory_hotplug.c
4  *
5  *  Copyright (C)
6  */
7
8 #include <linux/stddef.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/sched/signal.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/export.h>
16 #include <linux/pagevec.h>
17 #include <linux/writeback.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/sysctl.h>
20 #include <linux/cpu.h>
21 #include <linux/memory.h>
22 #include <linux/memremap.h>
23 #include <linux/memory_hotplug.h>
24 #include <linux/vmalloc.h>
25 #include <linux/ioport.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/migrate.h>
28 #include <linux/page-isolation.h>
29 #include <linux/pfn.h>
30 #include <linux/suspend.h>
31 #include <linux/mm_inline.h>
32 #include <linux/firmware-map.h>
33 #include <linux/stop_machine.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/memblock.h>
36 #include <linux/compaction.h>
37 #include <linux/rmap.h>
38 #include <linux/module.h>
39
40 #include <asm/tlbflush.h>
41
42 #include "internal.h"
43 #include "shuffle.h"
44
45 #ifdef CONFIG_MHP_MEMMAP_ON_MEMORY
46 static int memmap_on_memory_set(const char *val, const struct kernel_param *kp)
47 {
48         if (hugetlb_optimize_vmemmap_enabled())
49                 return 0;
50         return param_set_bool(val, kp);
51 }
52
53 static const struct kernel_param_ops memmap_on_memory_ops = {
54         .flags  = KERNEL_PARAM_OPS_FL_NOARG,
55         .set    = memmap_on_memory_set,
56         .get    = param_get_bool,
57 };
58
59 /*
60  * memory_hotplug.memmap_on_memory parameter
61  */
62 static bool memmap_on_memory __ro_after_init;
63 module_param_cb(memmap_on_memory, &memmap_on_memory_ops, &memmap_on_memory, 0444);
64 MODULE_PARM_DESC(memmap_on_memory, "Enable memmap on memory for memory hotplug");
65
66 bool mhp_memmap_on_memory(void)
67 {
68         return memmap_on_memory;
69 }
70 #endif
71
72 enum {
73         ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES = 0,
74         ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE,
75 };
76
77 static const char * const online_policy_to_str[] = {
78         [ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES] = "contig-zones",
79         [ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE] = "auto-movable",
80 };
81
82 static int set_online_policy(const char *val, const struct kernel_param *kp)
83 {
84         int ret = sysfs_match_string(online_policy_to_str, val);
85
86         if (ret < 0)
87                 return ret;
88         *((int *)kp->arg) = ret;
89         return 0;
90 }
91
92 static int get_online_policy(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
93 {
94         return sprintf(buffer, "%s\n", online_policy_to_str[*((int *)kp->arg)]);
95 }
96
97 /*
98  * memory_hotplug.online_policy: configure online behavior when onlining without
99  * specifying a zone (MMOP_ONLINE)
100  *
101  * "contig-zones": keep zone contiguous
102  * "auto-movable": online memory to ZONE_MOVABLE if the configuration
103  *                 (auto_movable_ratio, auto_movable_numa_aware) allows for it
104  */
105 static int online_policy __read_mostly = ONLINE_POLICY_CONTIG_ZONES;
106 static const struct kernel_param_ops online_policy_ops = {
107         .set = set_online_policy,
108         .get = get_online_policy,
109 };
110 module_param_cb(online_policy, &online_policy_ops, &online_policy, 0644);
111 MODULE_PARM_DESC(online_policy,
112                 "Set the online policy (\"contig-zones\", \"auto-movable\") "
113                 "Default: \"contig-zones\"");
114
115 /*
116  * memory_hotplug.auto_movable_ratio: specify maximum MOVABLE:KERNEL ratio
117  *
118  * The ratio represent an upper limit and the kernel might decide to not
119  * online some memory to ZONE_MOVABLE -- e.g., because hotplugged KERNEL memory
120  * doesn't allow for more MOVABLE memory.
121  */
122 static unsigned int auto_movable_ratio __read_mostly = 301;
123 module_param(auto_movable_ratio, uint, 0644);
124 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_ratio,
125                 "Set the maximum ratio of MOVABLE:KERNEL memory in the system "
126                 "in percent for \"auto-movable\" online policy. Default: 301");
127
128 /*
129  * memory_hotplug.auto_movable_numa_aware: consider numa node stats
130  */
131 #ifdef CONFIG_NUMA
132 static bool auto_movable_numa_aware __read_mostly = true;
133 module_param(auto_movable_numa_aware, bool, 0644);
134 MODULE_PARM_DESC(auto_movable_numa_aware,
135                 "Consider numa node stats in addition to global stats in "
136                 "\"auto-movable\" online policy. Default: true");
137 #endif /* CONFIG_NUMA */
138
139 /*
140  * online_page_callback contains pointer to current page onlining function.
141  * Initially it is generic_online_page(). If it is required it could be
142  * changed by calling set_online_page_callback() for callback registration
143  * and restore_online_page_callback() for generic callback restore.
144  */
145
146 static online_page_callback_t online_page_callback = generic_online_page;
147 static DEFINE_MUTEX(online_page_callback_lock);
148
149 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(mem_hotplug_lock);
150
151 void get_online_mems(void)
152 {
153         percpu_down_read(&mem_hotplug_lock);
154 }
155
156 void put_online_mems(void)
157 {
158         percpu_up_read(&mem_hotplug_lock);
159 }
160
161 bool movable_node_enabled = false;
162
163 #ifndef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_DEFAULT_ONLINE
164 int mhp_default_online_type = MMOP_OFFLINE;
165 #else
166 int mhp_default_online_type = MMOP_ONLINE;
167 #endif
168
169 static int __init setup_memhp_default_state(char *str)
170 {
171         const int online_type = mhp_online_type_from_str(str);
172
173         if (online_type >= 0)
174                 mhp_default_online_type = online_type;
175
176         return 1;
177 }
178 __setup("memhp_default_state=", setup_memhp_default_state);
179
180 void mem_hotplug_begin(void)
181 {
182         cpus_read_lock();
183         percpu_down_write(&mem_hotplug_lock);
184 }
185
186 void mem_hotplug_done(void)
187 {
188         percpu_up_write(&mem_hotplug_lock);
189         cpus_read_unlock();
190 }
191
192 u64 max_mem_size = U64_MAX;
193
194 /* add this memory to iomem resource */
195 static struct resource *register_memory_resource(u64 start, u64 size,
196                                                  const char *resource_name)
197 {
198         struct resource *res;
199         unsigned long flags =  IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
200
201         if (strcmp(resource_name, "System RAM"))
202                 flags |= IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED;
203
204         if (!mhp_range_allowed(start, size, true))
205                 return ERR_PTR(-E2BIG);
206
207         /*
208          * Make sure value parsed from 'mem=' only restricts memory adding
209          * while booting, so that memory hotplug won't be impacted. Please
210          * refer to document of 'mem=' in kernel-parameters.txt for more
211          * details.
212          */
213         if (start + size > max_mem_size && system_state < SYSTEM_RUNNING)
214                 return ERR_PTR(-E2BIG);
215
216         /*
217          * Request ownership of the new memory range.  This might be
218          * a child of an existing resource that was present but
219          * not marked as busy.
220          */
221         res = __request_region(&iomem_resource, start, size,
222                                resource_name, flags);
223
224         if (!res) {
225                 pr_debug("Unable to reserve System RAM region: %016llx->%016llx\n",
226                                 start, start + size);
227                 return ERR_PTR(-EEXIST);
228         }
229         return res;
230 }
231
232 static void release_memory_resource(struct resource *res)
233 {
234         if (!res)
235                 return;
236         release_resource(res);
237         kfree(res);
238 }
239
240 static int check_pfn_span(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
241                 const char *reason)
242 {
243         /*
244          * Disallow all operations smaller than a sub-section and only
245          * allow operations smaller than a section for
246          * SPARSEMEM_VMEMMAP. Note that check_hotplug_memory_range()
247          * enforces a larger memory_block_size_bytes() granularity for
248          * memory that will be marked online, so this check should only
249          * fire for direct arch_{add,remove}_memory() users outside of
250          * add_memory_resource().
251          */
252         unsigned long min_align;
253
254         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
255                 min_align = PAGES_PER_SUBSECTION;
256         else
257                 min_align = PAGES_PER_SECTION;
258         if (!IS_ALIGNED(pfn, min_align)
259                         || !IS_ALIGNED(nr_pages, min_align)) {
260                 WARN(1, "Misaligned __%s_pages start: %#lx end: #%lx\n",
261                                 reason, pfn, pfn + nr_pages - 1);
262                 return -EINVAL;
263         }
264         return 0;
265 }
266
267 /*
268  * Return page for the valid pfn only if the page is online. All pfn
269  * walkers which rely on the fully initialized page->flags and others
270  * should use this rather than pfn_valid && pfn_to_page
271  */
272 struct page *pfn_to_online_page(unsigned long pfn)
273 {
274         unsigned long nr = pfn_to_section_nr(pfn);
275         struct dev_pagemap *pgmap;
276         struct mem_section *ms;
277
278         if (nr >= NR_MEM_SECTIONS)
279                 return NULL;
280
281         ms = __nr_to_section(nr);
282         if (!online_section(ms))
283                 return NULL;
284
285         /*
286          * Save some code text when online_section() +
287          * pfn_section_valid() are sufficient.
288          */
289         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) && !pfn_valid(pfn))
290                 return NULL;
291
292         if (!pfn_section_valid(ms, pfn))
293                 return NULL;
294
295         if (!online_device_section(ms))
296                 return pfn_to_page(pfn);
297
298         /*
299          * Slowpath: when ZONE_DEVICE collides with
300          * ZONE_{NORMAL,MOVABLE} within the same section some pfns in
301          * the section may be 'offline' but 'valid'. Only
302          * get_dev_pagemap() can determine sub-section online status.
303          */
304         pgmap = get_dev_pagemap(pfn, NULL);
305         put_dev_pagemap(pgmap);
306
307         /* The presence of a pgmap indicates ZONE_DEVICE offline pfn */
308         if (pgmap)
309                 return NULL;
310
311         return pfn_to_page(pfn);
312 }
313 EXPORT_SYMBOL_GPL(pfn_to_online_page);
314
315 int __ref __add_pages(int nid, unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
316                 struct mhp_params *params)
317 {
318         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
319         unsigned long cur_nr_pages;
320         int err;
321         struct vmem_altmap *altmap = params->altmap;
322
323         if (WARN_ON_ONCE(!pgprot_val(params->pgprot)))
324                 return -EINVAL;
325
326         VM_BUG_ON(!mhp_range_allowed(PFN_PHYS(pfn), nr_pages * PAGE_SIZE, false));
327
328         if (altmap) {
329                 /*
330                  * Validate altmap is within bounds of the total request
331                  */
332                 if (altmap->base_pfn != pfn
333                                 || vmem_altmap_offset(altmap) > nr_pages) {
334                         pr_warn_once("memory add fail, invalid altmap\n");
335                         return -EINVAL;
336                 }
337                 altmap->alloc = 0;
338         }
339
340         err = check_pfn_span(pfn, nr_pages, "add");
341         if (err)
342                 return err;
343
344         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
345                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
346                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
347                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
348                 err = sparse_add_section(nid, pfn, cur_nr_pages, altmap,
349                                          params->pgmap);
350                 if (err)
351                         break;
352                 cond_resched();
353         }
354         vmemmap_populate_print_last();
355         return err;
356 }
357
358 /* find the smallest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn) */
359 static unsigned long find_smallest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
360                                      unsigned long start_pfn,
361                                      unsigned long end_pfn)
362 {
363         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn += PAGES_PER_SUBSECTION) {
364                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(start_pfn)))
365                         continue;
366
367                 if (unlikely(pfn_to_nid(start_pfn) != nid))
368                         continue;
369
370                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(start_pfn)))
371                         continue;
372
373                 return start_pfn;
374         }
375
376         return 0;
377 }
378
379 /* find the biggest valid pfn in the range [start_pfn, end_pfn). */
380 static unsigned long find_biggest_section_pfn(int nid, struct zone *zone,
381                                     unsigned long start_pfn,
382                                     unsigned long end_pfn)
383 {
384         unsigned long pfn;
385
386         /* pfn is the end pfn of a memory section. */
387         pfn = end_pfn - 1;
388         for (; pfn >= start_pfn; pfn -= PAGES_PER_SUBSECTION) {
389                 if (unlikely(!pfn_to_online_page(pfn)))
390                         continue;
391
392                 if (unlikely(pfn_to_nid(pfn) != nid))
393                         continue;
394
395                 if (zone != page_zone(pfn_to_page(pfn)))
396                         continue;
397
398                 return pfn;
399         }
400
401         return 0;
402 }
403
404 static void shrink_zone_span(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
405                              unsigned long end_pfn)
406 {
407         unsigned long pfn;
408         int nid = zone_to_nid(zone);
409
410         if (zone->zone_start_pfn == start_pfn) {
411                 /*
412                  * If the section is smallest section in the zone, it need
413                  * shrink zone->zone_start_pfn and zone->zone_spanned_pages.
414                  * In this case, we find second smallest valid mem_section
415                  * for shrinking zone.
416                  */
417                 pfn = find_smallest_section_pfn(nid, zone, end_pfn,
418                                                 zone_end_pfn(zone));
419                 if (pfn) {
420                         zone->spanned_pages = zone_end_pfn(zone) - pfn;
421                         zone->zone_start_pfn = pfn;
422                 } else {
423                         zone->zone_start_pfn = 0;
424                         zone->spanned_pages = 0;
425                 }
426         } else if (zone_end_pfn(zone) == end_pfn) {
427                 /*
428                  * If the section is biggest section in the zone, it need
429                  * shrink zone->spanned_pages.
430                  * In this case, we find second biggest valid mem_section for
431                  * shrinking zone.
432                  */
433                 pfn = find_biggest_section_pfn(nid, zone, zone->zone_start_pfn,
434                                                start_pfn);
435                 if (pfn)
436                         zone->spanned_pages = pfn - zone->zone_start_pfn + 1;
437                 else {
438                         zone->zone_start_pfn = 0;
439                         zone->spanned_pages = 0;
440                 }
441         }
442 }
443
444 static void update_pgdat_span(struct pglist_data *pgdat)
445 {
446         unsigned long node_start_pfn = 0, node_end_pfn = 0;
447         struct zone *zone;
448
449         for (zone = pgdat->node_zones;
450              zone < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; zone++) {
451                 unsigned long end_pfn = zone_end_pfn(zone);
452
453                 /* No need to lock the zones, they can't change. */
454                 if (!zone->spanned_pages)
455                         continue;
456                 if (!node_end_pfn) {
457                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
458                         node_end_pfn = end_pfn;
459                         continue;
460                 }
461
462                 if (end_pfn > node_end_pfn)
463                         node_end_pfn = end_pfn;
464                 if (zone->zone_start_pfn < node_start_pfn)
465                         node_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
466         }
467
468         pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn;
469         pgdat->node_spanned_pages = node_end_pfn - node_start_pfn;
470 }
471
472 void __ref remove_pfn_range_from_zone(struct zone *zone,
473                                       unsigned long start_pfn,
474                                       unsigned long nr_pages)
475 {
476         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
477         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
478         unsigned long pfn, cur_nr_pages;
479
480         /* Poison struct pages because they are now uninitialized again. */
481         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
482                 cond_resched();
483
484                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
485                 cur_nr_pages =
486                         min(end_pfn - pfn, SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
487                 page_init_poison(pfn_to_page(pfn),
488                                  sizeof(struct page) * cur_nr_pages);
489         }
490
491         /*
492          * Zone shrinking code cannot properly deal with ZONE_DEVICE. So
493          * we will not try to shrink the zones - which is okay as
494          * set_zone_contiguous() cannot deal with ZONE_DEVICE either way.
495          */
496         if (zone_is_zone_device(zone))
497                 return;
498
499         clear_zone_contiguous(zone);
500
501         shrink_zone_span(zone, start_pfn, start_pfn + nr_pages);
502         update_pgdat_span(pgdat);
503
504         set_zone_contiguous(zone);
505 }
506
507 static void __remove_section(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
508                              unsigned long map_offset,
509                              struct vmem_altmap *altmap)
510 {
511         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
512
513         if (WARN_ON_ONCE(!valid_section(ms)))
514                 return;
515
516         sparse_remove_section(ms, pfn, nr_pages, map_offset, altmap);
517 }
518
519 /**
520  * __remove_pages() - remove sections of pages
521  * @pfn: starting pageframe (must be aligned to start of a section)
522  * @nr_pages: number of pages to remove (must be multiple of section size)
523  * @altmap: alternative device page map or %NULL if default memmap is used
524  *
525  * Generic helper function to remove section mappings and sysfs entries
526  * for the section of the memory we are removing. Caller needs to make
527  * sure that pages are marked reserved and zones are adjust properly by
528  * calling offline_pages().
529  */
530 void __remove_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
531                     struct vmem_altmap *altmap)
532 {
533         const unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
534         unsigned long cur_nr_pages;
535         unsigned long map_offset = 0;
536
537         map_offset = vmem_altmap_offset(altmap);
538
539         if (check_pfn_span(pfn, nr_pages, "remove"))
540                 return;
541
542         for (; pfn < end_pfn; pfn += cur_nr_pages) {
543                 cond_resched();
544                 /* Select all remaining pages up to the next section boundary */
545                 cur_nr_pages = min(end_pfn - pfn,
546                                    SECTION_ALIGN_UP(pfn + 1) - pfn);
547                 __remove_section(pfn, cur_nr_pages, map_offset, altmap);
548                 map_offset = 0;
549         }
550 }
551
552 int set_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
553 {
554         int rc = -EINVAL;
555
556         get_online_mems();
557         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
558
559         if (online_page_callback == generic_online_page) {
560                 online_page_callback = callback;
561                 rc = 0;
562         }
563
564         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
565         put_online_mems();
566
567         return rc;
568 }
569 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_online_page_callback);
570
571 int restore_online_page_callback(online_page_callback_t callback)
572 {
573         int rc = -EINVAL;
574
575         get_online_mems();
576         mutex_lock(&online_page_callback_lock);
577
578         if (online_page_callback == callback) {
579                 online_page_callback = generic_online_page;
580                 rc = 0;
581         }
582
583         mutex_unlock(&online_page_callback_lock);
584         put_online_mems();
585
586         return rc;
587 }
588 EXPORT_SYMBOL_GPL(restore_online_page_callback);
589
590 void generic_online_page(struct page *page, unsigned int order)
591 {
592         /*
593          * Freeing the page with debug_pagealloc enabled will try to unmap it,
594          * so we should map it first. This is better than introducing a special
595          * case in page freeing fast path.
596          */
597         debug_pagealloc_map_pages(page, 1 << order);
598         __free_pages_core(page, order);
599         totalram_pages_add(1UL << order);
600 }
601 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_online_page);
602
603 static void online_pages_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
604 {
605         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
606         unsigned long pfn;
607
608         /*
609          * Online the pages in MAX_ORDER - 1 aligned chunks. The callback might
610          * decide to not expose all pages to the buddy (e.g., expose them
611          * later). We account all pages as being online and belonging to this
612          * zone ("present").
613          * When using memmap_on_memory, the range might not be aligned to
614          * MAX_ORDER_NR_PAGES - 1, but pageblock aligned. __ffs() will detect
615          * this and the first chunk to online will be pageblock_nr_pages.
616          */
617         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn;) {
618                 int order = min(MAX_ORDER - 1UL, __ffs(pfn));
619
620                 (*online_page_callback)(pfn_to_page(pfn), order);
621                 pfn += (1UL << order);
622         }
623
624         /* mark all involved sections as online */
625         online_mem_sections(start_pfn, end_pfn);
626 }
627
628 /* check which state of node_states will be changed when online memory */
629 static void node_states_check_changes_online(unsigned long nr_pages,
630         struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
631 {
632         int nid = zone_to_nid(zone);
633
634         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
635         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
636
637         if (!node_state(nid, N_MEMORY))
638                 arg->status_change_nid = nid;
639         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && !node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY))
640                 arg->status_change_nid_normal = nid;
641 }
642
643 static void node_states_set_node(int node, struct memory_notify *arg)
644 {
645         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
646                 node_set_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
647
648         if (arg->status_change_nid >= 0)
649                 node_set_state(node, N_MEMORY);
650 }
651
652 static void __meminit resize_zone_range(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
653                 unsigned long nr_pages)
654 {
655         unsigned long old_end_pfn = zone_end_pfn(zone);
656
657         if (zone_is_empty(zone) || start_pfn < zone->zone_start_pfn)
658                 zone->zone_start_pfn = start_pfn;
659
660         zone->spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - zone->zone_start_pfn;
661 }
662
663 static void __meminit resize_pgdat_range(struct pglist_data *pgdat, unsigned long start_pfn,
664                                      unsigned long nr_pages)
665 {
666         unsigned long old_end_pfn = pgdat_end_pfn(pgdat);
667
668         if (!pgdat->node_spanned_pages || start_pfn < pgdat->node_start_pfn)
669                 pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
670
671         pgdat->node_spanned_pages = max(start_pfn + nr_pages, old_end_pfn) - pgdat->node_start_pfn;
672
673 }
674
675 static void section_taint_zone_device(unsigned long pfn)
676 {
677         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(pfn);
678
679         ms->section_mem_map |= SECTION_TAINT_ZONE_DEVICE;
680 }
681
682 /*
683  * Associate the pfn range with the given zone, initializing the memmaps
684  * and resizing the pgdat/zone data to span the added pages. After this
685  * call, all affected pages are PG_reserved.
686  *
687  * All aligned pageblocks are initialized to the specified migratetype
688  * (usually MIGRATE_MOVABLE). Besides setting the migratetype, no related
689  * zone stats (e.g., nr_isolate_pageblock) are touched.
690  */
691 void __ref move_pfn_range_to_zone(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
692                                   unsigned long nr_pages,
693                                   struct vmem_altmap *altmap, int migratetype)
694 {
695         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
696         int nid = pgdat->node_id;
697
698         clear_zone_contiguous(zone);
699
700         if (zone_is_empty(zone))
701                 init_currently_empty_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
702         resize_zone_range(zone, start_pfn, nr_pages);
703         resize_pgdat_range(pgdat, start_pfn, nr_pages);
704
705         /*
706          * Subsection population requires care in pfn_to_online_page().
707          * Set the taint to enable the slow path detection of
708          * ZONE_DEVICE pages in an otherwise  ZONE_{NORMAL,MOVABLE}
709          * section.
710          */
711         if (zone_is_zone_device(zone)) {
712                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn, PAGES_PER_SECTION))
713                         section_taint_zone_device(start_pfn);
714                 if (!IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION))
715                         section_taint_zone_device(start_pfn + nr_pages);
716         }
717
718         /*
719          * TODO now we have a visible range of pages which are not associated
720          * with their zone properly. Not nice but set_pfnblock_flags_mask
721          * expects the zone spans the pfn range. All the pages in the range
722          * are reserved so nobody should be touching them so we should be safe
723          */
724         memmap_init_range(nr_pages, nid, zone_idx(zone), start_pfn, 0,
725                          MEMINIT_HOTPLUG, altmap, migratetype);
726
727         set_zone_contiguous(zone);
728 }
729
730 struct auto_movable_stats {
731         unsigned long kernel_early_pages;
732         unsigned long movable_pages;
733 };
734
735 static void auto_movable_stats_account_zone(struct auto_movable_stats *stats,
736                                             struct zone *zone)
737 {
738         if (zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE) {
739                 stats->movable_pages += zone->present_pages;
740         } else {
741                 stats->kernel_early_pages += zone->present_early_pages;
742 #ifdef CONFIG_CMA
743                 /*
744                  * CMA pages (never on hotplugged memory) behave like
745                  * ZONE_MOVABLE.
746                  */
747                 stats->movable_pages += zone->cma_pages;
748                 stats->kernel_early_pages -= zone->cma_pages;
749 #endif /* CONFIG_CMA */
750         }
751 }
752 struct auto_movable_group_stats {
753         unsigned long movable_pages;
754         unsigned long req_kernel_early_pages;
755 };
756
757 static int auto_movable_stats_account_group(struct memory_group *group,
758                                            void *arg)
759 {
760         const int ratio = READ_ONCE(auto_movable_ratio);
761         struct auto_movable_group_stats *stats = arg;
762         long pages;
763
764         /*
765          * We don't support modifying the config while the auto-movable online
766          * policy is already enabled. Just avoid the division by zero below.
767          */
768         if (!ratio)
769                 return 0;
770
771         /*
772          * Calculate how many early kernel pages this group requires to
773          * satisfy the configured zone ratio.
774          */
775         pages = group->present_movable_pages * 100 / ratio;
776         pages -= group->present_kernel_pages;
777
778         if (pages > 0)
779                 stats->req_kernel_early_pages += pages;
780         stats->movable_pages += group->present_movable_pages;
781         return 0;
782 }
783
784 static bool auto_movable_can_online_movable(int nid, struct memory_group *group,
785                                             unsigned long nr_pages)
786 {
787         unsigned long kernel_early_pages, movable_pages;
788         struct auto_movable_group_stats group_stats = {};
789         struct auto_movable_stats stats = {};
790         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
791         struct zone *zone;
792         int i;
793
794         /* Walk all relevant zones and collect MOVABLE vs. KERNEL stats. */
795         if (nid == NUMA_NO_NODE) {
796                 /* TODO: cache values */
797                 for_each_populated_zone(zone)
798                         auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
799         } else {
800                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
801                         zone = pgdat->node_zones + i;
802                         if (populated_zone(zone))
803                                 auto_movable_stats_account_zone(&stats, zone);
804                 }
805         }
806
807         kernel_early_pages = stats.kernel_early_pages;
808         movable_pages = stats.movable_pages;
809
810         /*
811          * Kernel memory inside dynamic memory group allows for more MOVABLE
812          * memory within the same group. Remove the effect of all but the
813          * current group from the stats.
814          */
815         walk_dynamic_memory_groups(nid, auto_movable_stats_account_group,
816                                    group, &group_stats);
817         if (kernel_early_pages <= group_stats.req_kernel_early_pages)
818                 return false;
819         kernel_early_pages -= group_stats.req_kernel_early_pages;
820         movable_pages -= group_stats.movable_pages;
821
822         if (group && group->is_dynamic)
823                 kernel_early_pages += group->present_kernel_pages;
824
825         /*
826          * Test if we could online the given number of pages to ZONE_MOVABLE
827          * and still stay in the configured ratio.
828          */
829         movable_pages += nr_pages;
830         return movable_pages <= (auto_movable_ratio * kernel_early_pages) / 100;
831 }
832
833 /*
834  * Returns a default kernel memory zone for the given pfn range.
835  * If no kernel zone covers this pfn range it will automatically go
836  * to the ZONE_NORMAL.
837  */
838 static struct zone *default_kernel_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
839                 unsigned long nr_pages)
840 {
841         struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
842         int zid;
843
844         for (zid = 0; zid < ZONE_NORMAL; zid++) {
845                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
846
847                 if (zone_intersects(zone, start_pfn, nr_pages))
848                         return zone;
849         }
850
851         return &pgdat->node_zones[ZONE_NORMAL];
852 }
853
854 /*
855  * Determine to which zone to online memory dynamically based on user
856  * configuration and system stats. We care about the following ratio:
857  *
858  *   MOVABLE : KERNEL
859  *
860  * Whereby MOVABLE is memory in ZONE_MOVABLE and KERNEL is memory in
861  * one of the kernel zones. CMA pages inside one of the kernel zones really
862  * behaves like ZONE_MOVABLE, so we treat them accordingly.
863  *
864  * We don't allow for hotplugged memory in a KERNEL zone to increase the
865  * amount of MOVABLE memory we can have, so we end up with:
866  *
867  *   MOVABLE : KERNEL_EARLY
868  *
869  * Whereby KERNEL_EARLY is memory in one of the kernel zones, available sinze
870  * boot. We base our calculation on KERNEL_EARLY internally, because:
871  *
872  * a) Hotplugged memory in one of the kernel zones can sometimes still get
873  *    hotunplugged, especially when hot(un)plugging individual memory blocks.
874  *    There is no coordination across memory devices, therefore "automatic"
875  *    hotunplugging, as implemented in hypervisors, could result in zone
876  *    imbalances.
877  * b) Early/boot memory in one of the kernel zones can usually not get
878  *    hotunplugged again (e.g., no firmware interface to unplug, fragmented
879  *    with unmovable allocations). While there are corner cases where it might
880  *    still work, it is barely relevant in practice.
881  *
882  * Exceptions are dynamic memory groups, which allow for more MOVABLE
883  * memory within the same memory group -- because in that case, there is
884  * coordination within the single memory device managed by a single driver.
885  *
886  * We rely on "present pages" instead of "managed pages", as the latter is
887  * highly unreliable and dynamic in virtualized environments, and does not
888  * consider boot time allocations. For example, memory ballooning adjusts the
889  * managed pages when inflating/deflating the balloon, and balloon compaction
890  * can even migrate inflated pages between zones.
891  *
892  * Using "present pages" is better but some things to keep in mind are:
893  *
894  * a) Some memblock allocations, such as for the crashkernel area, are
895  *    effectively unused by the kernel, yet they account to "present pages".
896  *    Fortunately, these allocations are comparatively small in relevant setups
897  *    (e.g., fraction of system memory).
898  * b) Some hotplugged memory blocks in virtualized environments, esecially
899  *    hotplugged by virtio-mem, look like they are completely present, however,
900  *    only parts of the memory block are actually currently usable.
901  *    "present pages" is an upper limit that can get reached at runtime. As
902  *    we base our calculations on KERNEL_EARLY, this is not an issue.
903  */
904 static struct zone *auto_movable_zone_for_pfn(int nid,
905                                               struct memory_group *group,
906                                               unsigned long pfn,
907                                               unsigned long nr_pages)
908 {
909         unsigned long online_pages = 0, max_pages, end_pfn;
910         struct page *page;
911
912         if (!auto_movable_ratio)
913                 goto kernel_zone;
914
915         if (group && !group->is_dynamic) {
916                 max_pages = group->s.max_pages;
917                 online_pages = group->present_movable_pages;
918
919                 /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
920                 if (group->present_kernel_pages)
921                         goto kernel_zone;
922         } else if (!group || group->d.unit_pages == nr_pages) {
923                 max_pages = nr_pages;
924         } else {
925                 max_pages = group->d.unit_pages;
926                 /*
927                  * Take a look at all online sections in the current unit.
928                  * We can safely assume that all pages within a section belong
929                  * to the same zone, because dynamic memory groups only deal
930                  * with hotplugged memory.
931                  */
932                 pfn = ALIGN_DOWN(pfn, group->d.unit_pages);
933                 end_pfn = pfn + group->d.unit_pages;
934                 for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
935                         page = pfn_to_online_page(pfn);
936                         if (!page)
937                                 continue;
938                         /* If anything is !MOVABLE online the rest !MOVABLE. */
939                         if (page_zonenum(page) != ZONE_MOVABLE)
940                                 goto kernel_zone;
941                         online_pages += PAGES_PER_SECTION;
942                 }
943         }
944
945         /*
946          * Online MOVABLE if we could *currently* online all remaining parts
947          * MOVABLE. We expect to (add+) online them immediately next, so if
948          * nobody interferes, all will be MOVABLE if possible.
949          */
950         nr_pages = max_pages - online_pages;
951         if (!auto_movable_can_online_movable(NUMA_NO_NODE, group, nr_pages))
952                 goto kernel_zone;
953
954 #ifdef CONFIG_NUMA
955         if (auto_movable_numa_aware &&
956             !auto_movable_can_online_movable(nid, group, nr_pages))
957                 goto kernel_zone;
958 #endif /* CONFIG_NUMA */
959
960         return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
961 kernel_zone:
962         return default_kernel_zone_for_pfn(nid, pfn, nr_pages);
963 }
964
965 static inline struct zone *default_zone_for_pfn(int nid, unsigned long start_pfn,
966                 unsigned long nr_pages)
967 {
968         struct zone *kernel_zone = default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn,
969                         nr_pages);
970         struct zone *movable_zone = &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
971         bool in_kernel = zone_intersects(kernel_zone, start_pfn, nr_pages);
972         bool in_movable = zone_intersects(movable_zone, start_pfn, nr_pages);
973
974         /*
975          * We inherit the existing zone in a simple case where zones do not
976          * overlap in the given range
977          */
978         if (in_kernel ^ in_movable)
979                 return (in_kernel) ? kernel_zone : movable_zone;
980
981         /*
982          * If the range doesn't belong to any zone or two zones overlap in the
983          * given range then we use movable zone only if movable_node is
984          * enabled because we always online to a kernel zone by default.
985          */
986         return movable_node_enabled ? movable_zone : kernel_zone;
987 }
988
989 struct zone *zone_for_pfn_range(int online_type, int nid,
990                 struct memory_group *group, unsigned long start_pfn,
991                 unsigned long nr_pages)
992 {
993         if (online_type == MMOP_ONLINE_KERNEL)
994                 return default_kernel_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
995
996         if (online_type == MMOP_ONLINE_MOVABLE)
997                 return &NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_MOVABLE];
998
999         if (online_policy == ONLINE_POLICY_AUTO_MOVABLE)
1000                 return auto_movable_zone_for_pfn(nid, group, start_pfn, nr_pages);
1001
1002         return default_zone_for_pfn(nid, start_pfn, nr_pages);
1003 }
1004
1005 /*
1006  * This function should only be called by memory_block_{online,offline},
1007  * and {online,offline}_pages.
1008  */
1009 void adjust_present_page_count(struct page *page, struct memory_group *group,
1010                                long nr_pages)
1011 {
1012         struct zone *zone = page_zone(page);
1013         const bool movable = zone_idx(zone) == ZONE_MOVABLE;
1014
1015         /*
1016          * We only support onlining/offlining/adding/removing of complete
1017          * memory blocks; therefore, either all is either early or hotplugged.
1018          */
1019         if (early_section(__pfn_to_section(page_to_pfn(page))))
1020                 zone->present_early_pages += nr_pages;
1021         zone->present_pages += nr_pages;
1022         zone->zone_pgdat->node_present_pages += nr_pages;
1023
1024         if (group && movable)
1025                 group->present_movable_pages += nr_pages;
1026         else if (group && !movable)
1027                 group->present_kernel_pages += nr_pages;
1028 }
1029
1030 int mhp_init_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1031                               struct zone *zone)
1032 {
1033         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1034         int ret;
1035
1036         ret = kasan_add_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1037         if (ret)
1038                 return ret;
1039
1040         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_UNMOVABLE);
1041
1042         /*
1043          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1044          * the case, mark those sections online here as otherwise they will be
1045          * left offline.
1046          */
1047         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1048                 online_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1049
1050         return ret;
1051 }
1052
1053 void mhp_deinit_memmap_on_memory(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages)
1054 {
1055         unsigned long end_pfn = pfn + nr_pages;
1056
1057         /*
1058          * It might be that the vmemmap_pages fully span sections. If that is
1059          * the case, mark those sections offline here as otherwise they will be
1060          * left online.
1061          */
1062         if (nr_pages >= PAGES_PER_SECTION)
1063                 offline_mem_sections(pfn, ALIGN_DOWN(end_pfn, PAGES_PER_SECTION));
1064
1065         /*
1066          * The pages associated with this vmemmap have been offlined, so
1067          * we can reset its state here.
1068          */
1069         remove_pfn_range_from_zone(page_zone(pfn_to_page(pfn)), pfn, nr_pages);
1070         kasan_remove_zero_shadow(__va(PFN_PHYS(pfn)), PFN_PHYS(nr_pages));
1071 }
1072
1073 int __ref online_pages(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages,
1074                        struct zone *zone, struct memory_group *group)
1075 {
1076         unsigned long flags;
1077         int need_zonelists_rebuild = 0;
1078         const int nid = zone_to_nid(zone);
1079         int ret;
1080         struct memory_notify arg;
1081
1082         /*
1083          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1084          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1085          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1086          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1087          * aligned.
1088          */
1089         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages ||
1090                          !IS_ALIGNED(pfn, pageblock_nr_pages) ||
1091                          !IS_ALIGNED(pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1092                 return -EINVAL;
1093
1094         mem_hotplug_begin();
1095
1096         /* associate pfn range with the zone */
1097         move_pfn_range_to_zone(zone, pfn, nr_pages, NULL, MIGRATE_ISOLATE);
1098
1099         arg.start_pfn = pfn;
1100         arg.nr_pages = nr_pages;
1101         node_states_check_changes_online(nr_pages, zone, &arg);
1102
1103         ret = memory_notify(MEM_GOING_ONLINE, &arg);
1104         ret = notifier_to_errno(ret);
1105         if (ret)
1106                 goto failed_addition;
1107
1108         /*
1109          * Fixup the number of isolated pageblocks before marking the sections
1110          * onlining, such that undo_isolate_page_range() works correctly.
1111          */
1112         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1113         zone->nr_isolate_pageblock += nr_pages / pageblock_nr_pages;
1114         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1115
1116         /*
1117          * If this zone is not populated, then it is not in zonelist.
1118          * This means the page allocator ignores this zone.
1119          * So, zonelist must be updated after online.
1120          */
1121         if (!populated_zone(zone)) {
1122                 need_zonelists_rebuild = 1;
1123                 setup_zone_pageset(zone);
1124         }
1125
1126         online_pages_range(pfn, nr_pages);
1127         adjust_present_page_count(pfn_to_page(pfn), group, nr_pages);
1128
1129         node_states_set_node(nid, &arg);
1130         if (need_zonelists_rebuild)
1131                 build_all_zonelists(NULL);
1132
1133         /* Basic onlining is complete, allow allocation of onlined pages. */
1134         undo_isolate_page_range(pfn, pfn + nr_pages, MIGRATE_MOVABLE);
1135
1136         /*
1137          * Freshly onlined pages aren't shuffled (e.g., all pages are placed to
1138          * the tail of the freelist when undoing isolation). Shuffle the whole
1139          * zone to make sure the just onlined pages are properly distributed
1140          * across the whole freelist - to create an initial shuffle.
1141          */
1142         shuffle_zone(zone);
1143
1144         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1145         init_per_zone_wmark_min();
1146
1147         kswapd_run(nid);
1148         kcompactd_run(nid);
1149
1150         writeback_set_ratelimit();
1151
1152         memory_notify(MEM_ONLINE, &arg);
1153         mem_hotplug_done();
1154         return 0;
1155
1156 failed_addition:
1157         pr_debug("online_pages [mem %#010llx-%#010llx] failed\n",
1158                  (unsigned long long) pfn << PAGE_SHIFT,
1159                  (((unsigned long long) pfn + nr_pages) << PAGE_SHIFT) - 1);
1160         memory_notify(MEM_CANCEL_ONLINE, &arg);
1161         remove_pfn_range_from_zone(zone, pfn, nr_pages);
1162         mem_hotplug_done();
1163         return ret;
1164 }
1165
1166 static void reset_node_present_pages(pg_data_t *pgdat)
1167 {
1168         struct zone *z;
1169
1170         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
1171                 z->present_pages = 0;
1172
1173         pgdat->node_present_pages = 0;
1174 }
1175
1176 /* we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1177 static pg_data_t __ref *hotadd_init_pgdat(int nid)
1178 {
1179         struct pglist_data *pgdat;
1180
1181         /*
1182          * NODE_DATA is preallocated (free_area_init) but its internal
1183          * state is not allocated completely. Add missing pieces.
1184          * Completely offline nodes stay around and they just need
1185          * reintialization.
1186          */
1187         pgdat = NODE_DATA(nid);
1188
1189         /* init node's zones as empty zones, we don't have any present pages.*/
1190         free_area_init_core_hotplug(pgdat);
1191
1192         /*
1193          * The node we allocated has no zone fallback lists. For avoiding
1194          * to access not-initialized zonelist, build here.
1195          */
1196         build_all_zonelists(pgdat);
1197
1198         /*
1199          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1200          * clear all zones' present_pages because they will be updated in
1201          * online_pages() and offline_pages().
1202          * TODO: should be in free_area_init_core_hotplug?
1203          */
1204         reset_node_managed_pages(pgdat);
1205         reset_node_present_pages(pgdat);
1206
1207         return pgdat;
1208 }
1209
1210 /*
1211  * __try_online_node - online a node if offlined
1212  * @nid: the node ID
1213  * @set_node_online: Whether we want to online the node
1214  * called by cpu_up() to online a node without onlined memory.
1215  *
1216  * Returns:
1217  * 1 -> a new node has been allocated
1218  * 0 -> the node is already online
1219  * -ENOMEM -> the node could not be allocated
1220  */
1221 static int __try_online_node(int nid, bool set_node_online)
1222 {
1223         pg_data_t *pgdat;
1224         int ret = 1;
1225
1226         if (node_online(nid))
1227                 return 0;
1228
1229         pgdat = hotadd_init_pgdat(nid);
1230         if (!pgdat) {
1231                 pr_err("Cannot online node %d due to NULL pgdat\n", nid);
1232                 ret = -ENOMEM;
1233                 goto out;
1234         }
1235
1236         if (set_node_online) {
1237                 node_set_online(nid);
1238                 ret = register_one_node(nid);
1239                 BUG_ON(ret);
1240         }
1241 out:
1242         return ret;
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Users of this function always want to online/register the node
1247  */
1248 int try_online_node(int nid)
1249 {
1250         int ret;
1251
1252         mem_hotplug_begin();
1253         ret =  __try_online_node(nid, true);
1254         mem_hotplug_done();
1255         return ret;
1256 }
1257
1258 static int check_hotplug_memory_range(u64 start, u64 size)
1259 {
1260         /* memory range must be block size aligned */
1261         if (!size || !IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
1262             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes())) {
1263                 pr_err("Block size [%#lx] unaligned hotplug range: start %#llx, size %#llx",
1264                        memory_block_size_bytes(), start, size);
1265                 return -EINVAL;
1266         }
1267
1268         return 0;
1269 }
1270
1271 static int online_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
1272 {
1273         mem->online_type = mhp_default_online_type;
1274         return device_online(&mem->dev);
1275 }
1276
1277 bool mhp_supports_memmap_on_memory(unsigned long size)
1278 {
1279         unsigned long nr_vmemmap_pages = size / PAGE_SIZE;
1280         unsigned long vmemmap_size = nr_vmemmap_pages * sizeof(struct page);
1281         unsigned long remaining_size = size - vmemmap_size;
1282
1283         /*
1284          * Besides having arch support and the feature enabled at runtime, we
1285          * need a few more assumptions to hold true:
1286          *
1287          * a) We span a single memory block: memory onlining/offlinin;g happens
1288          *    in memory block granularity. We don't want the vmemmap of online
1289          *    memory blocks to reside on offline memory blocks. In the future,
1290          *    we might want to support variable-sized memory blocks to make the
1291          *    feature more versatile.
1292          *
1293          * b) The vmemmap pages span complete PMDs: We don't want vmemmap code
1294          *    to populate memory from the altmap for unrelated parts (i.e.,
1295          *    other memory blocks)
1296          *
1297          * c) The vmemmap pages (and thereby the pages that will be exposed to
1298          *    the buddy) have to cover full pageblocks: memory onlining/offlining
1299          *    code requires applicable ranges to be page-aligned, for example, to
1300          *    set the migratetypes properly.
1301          *
1302          * TODO: Although we have a check here to make sure that vmemmap pages
1303          *       fully populate a PMD, it is not the right place to check for
1304          *       this. A much better solution involves improving vmemmap code
1305          *       to fallback to base pages when trying to populate vmemmap using
1306          *       altmap as an alternative source of memory, and we do not exactly
1307          *       populate a single PMD.
1308          */
1309         return mhp_memmap_on_memory() &&
1310                size == memory_block_size_bytes() &&
1311                IS_ALIGNED(vmemmap_size, PMD_SIZE) &&
1312                IS_ALIGNED(remaining_size, (pageblock_nr_pages << PAGE_SHIFT));
1313 }
1314
1315 /*
1316  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
1317  * and online/offline operations (triggered e.g. by sysfs).
1318  *
1319  * we are OK calling __meminit stuff here - we have CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1320  */
1321 int __ref add_memory_resource(int nid, struct resource *res, mhp_t mhp_flags)
1322 {
1323         struct mhp_params params = { .pgprot = pgprot_mhp(PAGE_KERNEL) };
1324         enum memblock_flags memblock_flags = MEMBLOCK_NONE;
1325         struct vmem_altmap mhp_altmap = {};
1326         struct memory_group *group = NULL;
1327         u64 start, size;
1328         bool new_node = false;
1329         int ret;
1330
1331         start = res->start;
1332         size = resource_size(res);
1333
1334         ret = check_hotplug_memory_range(start, size);
1335         if (ret)
1336                 return ret;
1337
1338         if (mhp_flags & MHP_NID_IS_MGID) {
1339                 group = memory_group_find_by_id(nid);
1340                 if (!group)
1341                         return -EINVAL;
1342                 nid = group->nid;
1343         }
1344
1345         if (!node_possible(nid)) {
1346                 WARN(1, "node %d was absent from the node_possible_map\n", nid);
1347                 return -EINVAL;
1348         }
1349
1350         mem_hotplug_begin();
1351
1352         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
1353                 if (res->flags & IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED)
1354                         memblock_flags = MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED;
1355                 ret = memblock_add_node(start, size, nid, memblock_flags);
1356                 if (ret)
1357                         goto error_mem_hotplug_end;
1358         }
1359
1360         ret = __try_online_node(nid, false);
1361         if (ret < 0)
1362                 goto error;
1363         new_node = ret;
1364
1365         /*
1366          * Self hosted memmap array
1367          */
1368         if (mhp_flags & MHP_MEMMAP_ON_MEMORY) {
1369                 if (!mhp_supports_memmap_on_memory(size)) {
1370                         ret = -EINVAL;
1371                         goto error;
1372                 }
1373                 mhp_altmap.free = PHYS_PFN(size);
1374                 mhp_altmap.base_pfn = PHYS_PFN(start);
1375                 params.altmap = &mhp_altmap;
1376         }
1377
1378         /* call arch's memory hotadd */
1379         ret = arch_add_memory(nid, start, size, &params);
1380         if (ret < 0)
1381                 goto error;
1382
1383         /* create memory block devices after memory was added */
1384         ret = create_memory_block_devices(start, size, mhp_altmap.alloc,
1385                                           group);
1386         if (ret) {
1387                 arch_remove_memory(start, size, NULL);
1388                 goto error;
1389         }
1390
1391         if (new_node) {
1392                 /* If sysfs file of new node can't be created, cpu on the node
1393                  * can't be hot-added. There is no rollback way now.
1394                  * So, check by BUG_ON() to catch it reluctantly..
1395                  * We online node here. We can't roll back from here.
1396                  */
1397                 node_set_online(nid);
1398                 ret = __register_one_node(nid);
1399                 BUG_ON(ret);
1400         }
1401
1402         register_memory_blocks_under_node(nid, PFN_DOWN(start),
1403                                           PFN_UP(start + size - 1),
1404                                           MEMINIT_HOTPLUG);
1405
1406         /* create new memmap entry */
1407         if (!strcmp(res->name, "System RAM"))
1408                 firmware_map_add_hotplug(start, start + size, "System RAM");
1409
1410         /* device_online() will take the lock when calling online_pages() */
1411         mem_hotplug_done();
1412
1413         /*
1414          * In case we're allowed to merge the resource, flag it and trigger
1415          * merging now that adding succeeded.
1416          */
1417         if (mhp_flags & MHP_MERGE_RESOURCE)
1418                 merge_system_ram_resource(res);
1419
1420         /* online pages if requested */
1421         if (mhp_default_online_type != MMOP_OFFLINE)
1422                 walk_memory_blocks(start, size, NULL, online_memory_block);
1423
1424         return ret;
1425 error:
1426         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK))
1427                 memblock_remove(start, size);
1428 error_mem_hotplug_end:
1429         mem_hotplug_done();
1430         return ret;
1431 }
1432
1433 /* requires device_hotplug_lock, see add_memory_resource() */
1434 int __ref __add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1435 {
1436         struct resource *res;
1437         int ret;
1438
1439         res = register_memory_resource(start, size, "System RAM");
1440         if (IS_ERR(res))
1441                 return PTR_ERR(res);
1442
1443         ret = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1444         if (ret < 0)
1445                 release_memory_resource(res);
1446         return ret;
1447 }
1448
1449 int add_memory(int nid, u64 start, u64 size, mhp_t mhp_flags)
1450 {
1451         int rc;
1452
1453         lock_device_hotplug();
1454         rc = __add_memory(nid, start, size, mhp_flags);
1455         unlock_device_hotplug();
1456
1457         return rc;
1458 }
1459 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory);
1460
1461 /*
1462  * Add special, driver-managed memory to the system as system RAM. Such
1463  * memory is not exposed via the raw firmware-provided memmap as system
1464  * RAM, instead, it is detected and added by a driver - during cold boot,
1465  * after a reboot, and after kexec.
1466  *
1467  * Reasons why this memory should not be used for the initial memmap of a
1468  * kexec kernel or for placing kexec images:
1469  * - The booting kernel is in charge of determining how this memory will be
1470  *   used (e.g., use persistent memory as system RAM)
1471  * - Coordination with a hypervisor is required before this memory
1472  *   can be used (e.g., inaccessible parts).
1473  *
1474  * For this memory, no entries in /sys/firmware/memmap ("raw firmware-provided
1475  * memory map") are created. Also, the created memory resource is flagged
1476  * with IORESOURCE_SYSRAM_DRIVER_MANAGED, so in-kernel users can special-case
1477  * this memory as well (esp., not place kexec images onto it).
1478  *
1479  * The resource_name (visible via /proc/iomem) has to have the format
1480  * "System RAM ($DRIVER)".
1481  */
1482 int add_memory_driver_managed(int nid, u64 start, u64 size,
1483                               const char *resource_name, mhp_t mhp_flags)
1484 {
1485         struct resource *res;
1486         int rc;
1487
1488         if (!resource_name ||
1489             strstr(resource_name, "System RAM (") != resource_name ||
1490             resource_name[strlen(resource_name) - 1] != ')')
1491                 return -EINVAL;
1492
1493         lock_device_hotplug();
1494
1495         res = register_memory_resource(start, size, resource_name);
1496         if (IS_ERR(res)) {
1497                 rc = PTR_ERR(res);
1498                 goto out_unlock;
1499         }
1500
1501         rc = add_memory_resource(nid, res, mhp_flags);
1502         if (rc < 0)
1503                 release_memory_resource(res);
1504
1505 out_unlock:
1506         unlock_device_hotplug();
1507         return rc;
1508 }
1509 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_memory_driver_managed);
1510
1511 /*
1512  * Platforms should define arch_get_mappable_range() that provides
1513  * maximum possible addressable physical memory range for which the
1514  * linear mapping could be created. The platform returned address
1515  * range must adhere to these following semantics.
1516  *
1517  * - range.start <= range.end
1518  * - Range includes both end points [range.start..range.end]
1519  *
1520  * There is also a fallback definition provided here, allowing the
1521  * entire possible physical address range in case any platform does
1522  * not define arch_get_mappable_range().
1523  */
1524 struct range __weak arch_get_mappable_range(void)
1525 {
1526         struct range mhp_range = {
1527                 .start = 0UL,
1528                 .end = -1ULL,
1529         };
1530         return mhp_range;
1531 }
1532
1533 struct range mhp_get_pluggable_range(bool need_mapping)
1534 {
1535         const u64 max_phys = (1ULL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1;
1536         struct range mhp_range;
1537
1538         if (need_mapping) {
1539                 mhp_range = arch_get_mappable_range();
1540                 if (mhp_range.start > max_phys) {
1541                         mhp_range.start = 0;
1542                         mhp_range.end = 0;
1543                 }
1544                 mhp_range.end = min_t(u64, mhp_range.end, max_phys);
1545         } else {
1546                 mhp_range.start = 0;
1547                 mhp_range.end = max_phys;
1548         }
1549         return mhp_range;
1550 }
1551 EXPORT_SYMBOL_GPL(mhp_get_pluggable_range);
1552
1553 bool mhp_range_allowed(u64 start, u64 size, bool need_mapping)
1554 {
1555         struct range mhp_range = mhp_get_pluggable_range(need_mapping);
1556         u64 end = start + size;
1557
1558         if (start < end && start >= mhp_range.start && (end - 1) <= mhp_range.end)
1559                 return true;
1560
1561         pr_warn("Hotplug memory [%#llx-%#llx] exceeds maximum addressable range [%#llx-%#llx]\n",
1562                 start, end, mhp_range.start, mhp_range.end);
1563         return false;
1564 }
1565
1566 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
1567 /*
1568  * Scan pfn range [start,end) to find movable/migratable pages (LRU pages,
1569  * non-lru movable pages and hugepages). Will skip over most unmovable
1570  * pages (esp., pages that can be skipped when offlining), but bail out on
1571  * definitely unmovable pages.
1572  *
1573  * Returns:
1574  *      0 in case a movable page is found and movable_pfn was updated.
1575  *      -ENOENT in case no movable page was found.
1576  *      -EBUSY in case a definitely unmovable page was found.
1577  */
1578 static int scan_movable_pages(unsigned long start, unsigned long end,
1579                               unsigned long *movable_pfn)
1580 {
1581         unsigned long pfn;
1582
1583         for (pfn = start; pfn < end; pfn++) {
1584                 struct page *page, *head;
1585                 unsigned long skip;
1586
1587                 if (!pfn_valid(pfn))
1588                         continue;
1589                 page = pfn_to_page(pfn);
1590                 if (PageLRU(page))
1591                         goto found;
1592                 if (__PageMovable(page))
1593                         goto found;
1594
1595                 /*
1596                  * PageOffline() pages that are not marked __PageMovable() and
1597                  * have a reference count > 0 (after MEM_GOING_OFFLINE) are
1598                  * definitely unmovable. If their reference count would be 0,
1599                  * they could at least be skipped when offlining memory.
1600                  */
1601                 if (PageOffline(page) && page_count(page))
1602                         return -EBUSY;
1603
1604                 if (!PageHuge(page))
1605                         continue;
1606                 head = compound_head(page);
1607                 /*
1608                  * This test is racy as we hold no reference or lock.  The
1609                  * hugetlb page could have been free'ed and head is no longer
1610                  * a hugetlb page before the following check.  In such unlikely
1611                  * cases false positives and negatives are possible.  Calling
1612                  * code must deal with these scenarios.
1613                  */
1614                 if (HPageMigratable(head))
1615                         goto found;
1616                 skip = compound_nr(head) - (page - head);
1617                 pfn += skip - 1;
1618         }
1619         return -ENOENT;
1620 found:
1621         *movable_pfn = pfn;
1622         return 0;
1623 }
1624
1625 static int
1626 do_migrate_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1627 {
1628         unsigned long pfn;
1629         struct page *page, *head;
1630         int ret = 0;
1631         LIST_HEAD(source);
1632         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(migrate_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1633                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1634
1635         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn++) {
1636                 struct folio *folio;
1637
1638                 if (!pfn_valid(pfn))
1639                         continue;
1640                 page = pfn_to_page(pfn);
1641                 folio = page_folio(page);
1642                 head = &folio->page;
1643
1644                 if (PageHuge(page)) {
1645                         pfn = page_to_pfn(head) + compound_nr(head) - 1;
1646                         isolate_huge_page(head, &source);
1647                         continue;
1648                 } else if (PageTransHuge(page))
1649                         pfn = page_to_pfn(head) + thp_nr_pages(page) - 1;
1650
1651                 /*
1652                  * HWPoison pages have elevated reference counts so the migration would
1653                  * fail on them. It also doesn't make any sense to migrate them in the
1654                  * first place. Still try to unmap such a page in case it is still mapped
1655                  * (e.g. current hwpoison implementation doesn't unmap KSM pages but keep
1656                  * the unmap as the catch all safety net).
1657                  */
1658                 if (PageHWPoison(page)) {
1659                         if (WARN_ON(folio_test_lru(folio)))
1660                                 folio_isolate_lru(folio);
1661                         if (folio_mapped(folio))
1662                                 try_to_unmap(folio, TTU_IGNORE_MLOCK);
1663                         continue;
1664                 }
1665
1666                 if (!get_page_unless_zero(page))
1667                         continue;
1668                 /*
1669                  * We can skip free pages. And we can deal with pages on
1670                  * LRU and non-lru movable pages.
1671                  */
1672                 if (PageLRU(page))
1673                         ret = isolate_lru_page(page);
1674                 else
1675                         ret = isolate_movable_page(page, ISOLATE_UNEVICTABLE);
1676                 if (!ret) { /* Success */
1677                         list_add_tail(&page->lru, &source);
1678                         if (!__PageMovable(page))
1679                                 inc_node_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1680                                                     page_is_file_lru(page));
1681
1682                 } else {
1683                         if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1684                                 pr_warn("failed to isolate pfn %lx\n", pfn);
1685                                 dump_page(page, "isolation failed");
1686                         }
1687                 }
1688                 put_page(page);
1689         }
1690         if (!list_empty(&source)) {
1691                 nodemask_t nmask = node_states[N_MEMORY];
1692                 struct migration_target_control mtc = {
1693                         .nmask = &nmask,
1694                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1695                 };
1696
1697                 /*
1698                  * We have checked that migration range is on a single zone so
1699                  * we can use the nid of the first page to all the others.
1700                  */
1701                 mtc.nid = page_to_nid(list_first_entry(&source, struct page, lru));
1702
1703                 /*
1704                  * try to allocate from a different node but reuse this node
1705                  * if there are no other online nodes to be used (e.g. we are
1706                  * offlining a part of the only existing node)
1707                  */
1708                 node_clear(mtc.nid, nmask);
1709                 if (nodes_empty(nmask))
1710                         node_set(mtc.nid, nmask);
1711                 ret = migrate_pages(&source, alloc_migration_target, NULL,
1712                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_MEMORY_HOTPLUG, NULL);
1713                 if (ret) {
1714                         list_for_each_entry(page, &source, lru) {
1715                                 if (__ratelimit(&migrate_rs)) {
1716                                         pr_warn("migrating pfn %lx failed ret:%d\n",
1717                                                 page_to_pfn(page), ret);
1718                                         dump_page(page, "migration failure");
1719                                 }
1720                         }
1721                         putback_movable_pages(&source);
1722                 }
1723         }
1724
1725         return ret;
1726 }
1727
1728 static int __init cmdline_parse_movable_node(char *p)
1729 {
1730         movable_node_enabled = true;
1731         return 0;
1732 }
1733 early_param("movable_node", cmdline_parse_movable_node);
1734
1735 /* check which state of node_states will be changed when offline memory */
1736 static void node_states_check_changes_offline(unsigned long nr_pages,
1737                 struct zone *zone, struct memory_notify *arg)
1738 {
1739         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1740         unsigned long present_pages = 0;
1741         enum zone_type zt;
1742
1743         arg->status_change_nid = NUMA_NO_NODE;
1744         arg->status_change_nid_normal = NUMA_NO_NODE;
1745
1746         /*
1747          * Check whether node_states[N_NORMAL_MEMORY] will be changed.
1748          * If the memory to be offline is within the range
1749          * [0..ZONE_NORMAL], and it is the last present memory there,
1750          * the zones in that range will become empty after the offlining,
1751          * thus we can determine that we need to clear the node from
1752          * node_states[N_NORMAL_MEMORY].
1753          */
1754         for (zt = 0; zt <= ZONE_NORMAL; zt++)
1755                 present_pages += pgdat->node_zones[zt].present_pages;
1756         if (zone_idx(zone) <= ZONE_NORMAL && nr_pages >= present_pages)
1757                 arg->status_change_nid_normal = zone_to_nid(zone);
1758
1759         /*
1760          * We have accounted the pages from [0..ZONE_NORMAL); ZONE_HIGHMEM
1761          * does not apply as we don't support 32bit.
1762          * Here we count the possible pages from ZONE_MOVABLE.
1763          * If after having accounted all the pages, we see that the nr_pages
1764          * to be offlined is over or equal to the accounted pages,
1765          * we know that the node will become empty, and so, we can clear
1766          * it for N_MEMORY as well.
1767          */
1768         present_pages += pgdat->node_zones[ZONE_MOVABLE].present_pages;
1769
1770         if (nr_pages >= present_pages)
1771                 arg->status_change_nid = zone_to_nid(zone);
1772 }
1773
1774 static void node_states_clear_node(int node, struct memory_notify *arg)
1775 {
1776         if (arg->status_change_nid_normal >= 0)
1777                 node_clear_state(node, N_NORMAL_MEMORY);
1778
1779         if (arg->status_change_nid >= 0)
1780                 node_clear_state(node, N_MEMORY);
1781 }
1782
1783 static int count_system_ram_pages_cb(unsigned long start_pfn,
1784                                      unsigned long nr_pages, void *data)
1785 {
1786         unsigned long *nr_system_ram_pages = data;
1787
1788         *nr_system_ram_pages += nr_pages;
1789         return 0;
1790 }
1791
1792 int __ref offline_pages(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
1793                         struct zone *zone, struct memory_group *group)
1794 {
1795         const unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
1796         unsigned long pfn, system_ram_pages = 0;
1797         const int node = zone_to_nid(zone);
1798         unsigned long flags;
1799         struct memory_notify arg;
1800         char *reason;
1801         int ret;
1802
1803         /*
1804          * {on,off}lining is constrained to full memory sections (or more
1805          * precisely to memory blocks from the user space POV).
1806          * memmap_on_memory is an exception because it reserves initial part
1807          * of the physical memory space for vmemmaps. That space is pageblock
1808          * aligned.
1809          */
1810         if (WARN_ON_ONCE(!nr_pages ||
1811                          !IS_ALIGNED(start_pfn, pageblock_nr_pages) ||
1812                          !IS_ALIGNED(start_pfn + nr_pages, PAGES_PER_SECTION)))
1813                 return -EINVAL;
1814
1815         mem_hotplug_begin();
1816
1817         /*
1818          * Don't allow to offline memory blocks that contain holes.
1819          * Consequently, memory blocks with holes can never get onlined
1820          * via the hotplug path - online_pages() - as hotplugged memory has
1821          * no holes. This way, we e.g., don't have to worry about marking
1822          * memory holes PG_reserved, don't need pfn_valid() checks, and can
1823          * avoid using walk_system_ram_range() later.
1824          */
1825         walk_system_ram_range(start_pfn, nr_pages, &system_ram_pages,
1826                               count_system_ram_pages_cb);
1827         if (system_ram_pages != nr_pages) {
1828                 ret = -EINVAL;
1829                 reason = "memory holes";
1830                 goto failed_removal;
1831         }
1832
1833         /*
1834          * We only support offlining of memory blocks managed by a single zone,
1835          * checked by calling code. This is just a sanity check that we might
1836          * want to remove in the future.
1837          */
1838         if (WARN_ON_ONCE(page_zone(pfn_to_page(start_pfn)) != zone ||
1839                          page_zone(pfn_to_page(end_pfn - 1)) != zone)) {
1840                 ret = -EINVAL;
1841                 reason = "multizone range";
1842                 goto failed_removal;
1843         }
1844
1845         /*
1846          * Disable pcplists so that page isolation cannot race with freeing
1847          * in a way that pages from isolated pageblock are left on pcplists.
1848          */
1849         zone_pcp_disable(zone);
1850         lru_cache_disable();
1851
1852         /* set above range as isolated */
1853         ret = start_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn,
1854                                        MIGRATE_MOVABLE,
1855                                        MEMORY_OFFLINE | REPORT_FAILURE,
1856                                        GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL);
1857         if (ret) {
1858                 reason = "failure to isolate range";
1859                 goto failed_removal_pcplists_disabled;
1860         }
1861
1862         arg.start_pfn = start_pfn;
1863         arg.nr_pages = nr_pages;
1864         node_states_check_changes_offline(nr_pages, zone, &arg);
1865
1866         ret = memory_notify(MEM_GOING_OFFLINE, &arg);
1867         ret = notifier_to_errno(ret);
1868         if (ret) {
1869                 reason = "notifier failure";
1870                 goto failed_removal_isolated;
1871         }
1872
1873         do {
1874                 pfn = start_pfn;
1875                 do {
1876                         if (signal_pending(current)) {
1877                                 ret = -EINTR;
1878                                 reason = "signal backoff";
1879                                 goto failed_removal_isolated;
1880                         }
1881
1882                         cond_resched();
1883
1884                         ret = scan_movable_pages(pfn, end_pfn, &pfn);
1885                         if (!ret) {
1886                                 /*
1887                                  * TODO: fatal migration failures should bail
1888                                  * out
1889                                  */
1890                                 do_migrate_range(pfn, end_pfn);
1891                         }
1892                 } while (!ret);
1893
1894                 if (ret != -ENOENT) {
1895                         reason = "unmovable page";
1896                         goto failed_removal_isolated;
1897                 }
1898
1899                 /*
1900                  * Dissolve free hugepages in the memory block before doing
1901                  * offlining actually in order to make hugetlbfs's object
1902                  * counting consistent.
1903                  */
1904                 ret = dissolve_free_huge_pages(start_pfn, end_pfn);
1905                 if (ret) {
1906                         reason = "failure to dissolve huge pages";
1907                         goto failed_removal_isolated;
1908                 }
1909
1910                 ret = test_pages_isolated(start_pfn, end_pfn, MEMORY_OFFLINE);
1911
1912         } while (ret);
1913
1914         /* Mark all sections offline and remove free pages from the buddy. */
1915         __offline_isolated_pages(start_pfn, end_pfn);
1916         pr_debug("Offlined Pages %ld\n", nr_pages);
1917
1918         /*
1919          * The memory sections are marked offline, and the pageblock flags
1920          * effectively stale; nobody should be touching them. Fixup the number
1921          * of isolated pageblocks, memory onlining will properly revert this.
1922          */
1923         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1924         zone->nr_isolate_pageblock -= nr_pages / pageblock_nr_pages;
1925         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1926
1927         lru_cache_enable();
1928         zone_pcp_enable(zone);
1929
1930         /* removal success */
1931         adjust_managed_page_count(pfn_to_page(start_pfn), -nr_pages);
1932         adjust_present_page_count(pfn_to_page(start_pfn), group, -nr_pages);
1933
1934         /* reinitialise watermarks and update pcp limits */
1935         init_per_zone_wmark_min();
1936
1937         if (!populated_zone(zone)) {
1938                 zone_pcp_reset(zone);
1939                 build_all_zonelists(NULL);
1940         }
1941
1942         node_states_clear_node(node, &arg);
1943         if (arg.status_change_nid >= 0) {
1944                 kswapd_stop(node);
1945                 kcompactd_stop(node);
1946         }
1947
1948         writeback_set_ratelimit();
1949
1950         memory_notify(MEM_OFFLINE, &arg);
1951         remove_pfn_range_from_zone(zone, start_pfn, nr_pages);
1952         mem_hotplug_done();
1953         return 0;
1954
1955 failed_removal_isolated:
1956         /* pushback to free area */
1957         undo_isolate_page_range(start_pfn, end_pfn, MIGRATE_MOVABLE);
1958         memory_notify(MEM_CANCEL_OFFLINE, &arg);
1959 failed_removal_pcplists_disabled:
1960         lru_cache_enable();
1961         zone_pcp_enable(zone);
1962 failed_removal:
1963         pr_debug("memory offlining [mem %#010llx-%#010llx] failed due to %s\n",
1964                  (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1965                  ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1,
1966                  reason);
1967         mem_hotplug_done();
1968         return ret;
1969 }
1970
1971 static int check_memblock_offlined_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1972 {
1973         int ret = !is_memblock_offlined(mem);
1974         int *nid = arg;
1975
1976         *nid = mem->nid;
1977         if (unlikely(ret)) {
1978                 phys_addr_t beginpa, endpa;
1979
1980                 beginpa = PFN_PHYS(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
1981                 endpa = beginpa + memory_block_size_bytes() - 1;
1982                 pr_warn("removing memory fails, because memory [%pa-%pa] is onlined\n",
1983                         &beginpa, &endpa);
1984
1985                 return -EBUSY;
1986         }
1987         return 0;
1988 }
1989
1990 static int get_nr_vmemmap_pages_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
1991 {
1992         /*
1993          * If not set, continue with the next block.
1994          */
1995         return mem->nr_vmemmap_pages;
1996 }
1997
1998 static int check_cpu_on_node(int nid)
1999 {
2000         int cpu;
2001
2002         for_each_present_cpu(cpu) {
2003                 if (cpu_to_node(cpu) == nid)
2004                         /*
2005                          * the cpu on this node isn't removed, and we can't
2006                          * offline this node.
2007                          */
2008                         return -EBUSY;
2009         }
2010
2011         return 0;
2012 }
2013
2014 static int check_no_memblock_for_node_cb(struct memory_block *mem, void *arg)
2015 {
2016         int nid = *(int *)arg;
2017
2018         /*
2019          * If a memory block belongs to multiple nodes, the stored nid is not
2020          * reliable. However, such blocks are always online (e.g., cannot get
2021          * offlined) and, therefore, are still spanned by the node.
2022          */
2023         return mem->nid == nid ? -EEXIST : 0;
2024 }
2025
2026 /**
2027  * try_offline_node
2028  * @nid: the node ID
2029  *
2030  * Offline a node if all memory sections and cpus of the node are removed.
2031  *
2032  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2033  * and online/offline operations before this call.
2034  */
2035 void try_offline_node(int nid)
2036 {
2037         int rc;
2038
2039         /*
2040          * If the node still spans pages (especially ZONE_DEVICE), don't
2041          * offline it. A node spans memory after move_pfn_range_to_zone(),
2042          * e.g., after the memory block was onlined.
2043          */
2044         if (node_spanned_pages(nid))
2045                 return;
2046
2047         /*
2048          * Especially offline memory blocks might not be spanned by the
2049          * node. They will get spanned by the node once they get onlined.
2050          * However, they link to the node in sysfs and can get onlined later.
2051          */
2052         rc = for_each_memory_block(&nid, check_no_memblock_for_node_cb);
2053         if (rc)
2054                 return;
2055
2056         if (check_cpu_on_node(nid))
2057                 return;
2058
2059         /*
2060          * all memory/cpu of this node are removed, we can offline this
2061          * node now.
2062          */
2063         node_set_offline(nid);
2064         unregister_one_node(nid);
2065 }
2066 EXPORT_SYMBOL(try_offline_node);
2067
2068 static int __ref try_remove_memory(u64 start, u64 size)
2069 {
2070         struct vmem_altmap mhp_altmap = {};
2071         struct vmem_altmap *altmap = NULL;
2072         unsigned long nr_vmemmap_pages;
2073         int rc = 0, nid = NUMA_NO_NODE;
2074
2075         BUG_ON(check_hotplug_memory_range(start, size));
2076
2077         /*
2078          * All memory blocks must be offlined before removing memory.  Check
2079          * whether all memory blocks in question are offline and return error
2080          * if this is not the case.
2081          *
2082          * While at it, determine the nid. Note that if we'd have mixed nodes,
2083          * we'd only try to offline the last determined one -- which is good
2084          * enough for the cases we care about.
2085          */
2086         rc = walk_memory_blocks(start, size, &nid, check_memblock_offlined_cb);
2087         if (rc)
2088                 return rc;
2089
2090         /*
2091          * We only support removing memory added with MHP_MEMMAP_ON_MEMORY in
2092          * the same granularity it was added - a single memory block.
2093          */
2094         if (mhp_memmap_on_memory()) {
2095                 nr_vmemmap_pages = walk_memory_blocks(start, size, NULL,
2096                                                       get_nr_vmemmap_pages_cb);
2097                 if (nr_vmemmap_pages) {
2098                         if (size != memory_block_size_bytes()) {
2099                                 pr_warn("Refuse to remove %#llx - %#llx,"
2100                                         "wrong granularity\n",
2101                                         start, start + size);
2102                                 return -EINVAL;
2103                         }
2104
2105                         /*
2106                          * Let remove_pmd_table->free_hugepage_table do the
2107                          * right thing if we used vmem_altmap when hot-adding
2108                          * the range.
2109                          */
2110                         mhp_altmap.alloc = nr_vmemmap_pages;
2111                         altmap = &mhp_altmap;
2112                 }
2113         }
2114
2115         /* remove memmap entry */
2116         firmware_map_remove(start, start + size, "System RAM");
2117
2118         /*
2119          * Memory block device removal under the device_hotplug_lock is
2120          * a barrier against racing online attempts.
2121          */
2122         remove_memory_block_devices(start, size);
2123
2124         mem_hotplug_begin();
2125
2126         arch_remove_memory(start, size, altmap);
2127
2128         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)) {
2129                 memblock_phys_free(start, size);
2130                 memblock_remove(start, size);
2131         }
2132
2133         release_mem_region_adjustable(start, size);
2134
2135         if (nid != NUMA_NO_NODE)
2136                 try_offline_node(nid);
2137
2138         mem_hotplug_done();
2139         return 0;
2140 }
2141
2142 /**
2143  * __remove_memory - Remove memory if every memory block is offline
2144  * @start: physical address of the region to remove
2145  * @size: size of the region to remove
2146  *
2147  * NOTE: The caller must call lock_device_hotplug() to serialize hotplug
2148  * and online/offline operations before this call, as required by
2149  * try_offline_node().
2150  */
2151 void __remove_memory(u64 start, u64 size)
2152 {
2153
2154         /*
2155          * trigger BUG() if some memory is not offlined prior to calling this
2156          * function
2157          */
2158         if (try_remove_memory(start, size))
2159                 BUG();
2160 }
2161
2162 /*
2163  * Remove memory if every memory block is offline, otherwise return -EBUSY is
2164  * some memory is not offline
2165  */
2166 int remove_memory(u64 start, u64 size)
2167 {
2168         int rc;
2169
2170         lock_device_hotplug();
2171         rc = try_remove_memory(start, size);
2172         unlock_device_hotplug();
2173
2174         return rc;
2175 }
2176 EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
2177
2178 static int try_offline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2179 {
2180         uint8_t online_type = MMOP_ONLINE_KERNEL;
2181         uint8_t **online_types = arg;
2182         struct page *page;
2183         int rc;
2184
2185         /*
2186          * Sense the online_type via the zone of the memory block. Offlining
2187          * with multiple zones within one memory block will be rejected
2188          * by offlining code ... so we don't care about that.
2189          */
2190         page = pfn_to_online_page(section_nr_to_pfn(mem->start_section_nr));
2191         if (page && zone_idx(page_zone(page)) == ZONE_MOVABLE)
2192                 online_type = MMOP_ONLINE_MOVABLE;
2193
2194         rc = device_offline(&mem->dev);
2195         /*
2196          * Default is MMOP_OFFLINE - change it only if offlining succeeded,
2197          * so try_reonline_memory_block() can do the right thing.
2198          */
2199         if (!rc)
2200                 **online_types = online_type;
2201
2202         (*online_types)++;
2203         /* Ignore if already offline. */
2204         return rc < 0 ? rc : 0;
2205 }
2206
2207 static int try_reonline_memory_block(struct memory_block *mem, void *arg)
2208 {
2209         uint8_t **online_types = arg;
2210         int rc;
2211
2212         if (**online_types != MMOP_OFFLINE) {
2213                 mem->online_type = **online_types;
2214                 rc = device_online(&mem->dev);
2215                 if (rc < 0)
2216                         pr_warn("%s: Failed to re-online memory: %d",
2217                                 __func__, rc);
2218         }
2219
2220         /* Continue processing all remaining memory blocks. */
2221         (*online_types)++;
2222         return 0;
2223 }
2224
2225 /*
2226  * Try to offline and remove memory. Might take a long time to finish in case
2227  * memory is still in use. Primarily useful for memory devices that logically
2228  * unplugged all memory (so it's no longer in use) and want to offline + remove
2229  * that memory.
2230  */
2231 int offline_and_remove_memory(u64 start, u64 size)
2232 {
2233         const unsigned long mb_count = size / memory_block_size_bytes();
2234         uint8_t *online_types, *tmp;
2235         int rc;
2236
2237         if (!IS_ALIGNED(start, memory_block_size_bytes()) ||
2238             !IS_ALIGNED(size, memory_block_size_bytes()) || !size)
2239                 return -EINVAL;
2240
2241         /*
2242          * We'll remember the old online type of each memory block, so we can
2243          * try to revert whatever we did when offlining one memory block fails
2244          * after offlining some others succeeded.
2245          */
2246         online_types = kmalloc_array(mb_count, sizeof(*online_types),
2247                                      GFP_KERNEL);
2248         if (!online_types)
2249                 return -ENOMEM;
2250         /*
2251          * Initialize all states to MMOP_OFFLINE, so when we abort processing in
2252          * try_offline_memory_block(), we'll skip all unprocessed blocks in
2253          * try_reonline_memory_block().
2254          */
2255         memset(online_types, MMOP_OFFLINE, mb_count);
2256
2257         lock_device_hotplug();
2258
2259         tmp = online_types;
2260         rc = walk_memory_blocks(start, size, &tmp, try_offline_memory_block);
2261
2262         /*
2263          * In case we succeeded to offline all memory, remove it.
2264          * This cannot fail as it cannot get onlined in the meantime.
2265          */
2266         if (!rc) {
2267                 rc = try_remove_memory(start, size);
2268                 if (rc)
2269                         pr_err("%s: Failed to remove memory: %d", __func__, rc);
2270         }
2271
2272         /*
2273          * Rollback what we did. While memory onlining might theoretically fail
2274          * (nacked by a notifier), it barely ever happens.
2275          */
2276         if (rc) {
2277                 tmp = online_types;
2278                 walk_memory_blocks(start, size, &tmp,
2279                                    try_reonline_memory_block);
2280         }
2281         unlock_device_hotplug();
2282
2283         kfree(online_types);
2284         return rc;
2285 }
2286 EXPORT_SYMBOL_GPL(offline_and_remove_memory);
2287 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE */